I fulmini si formano quando si sviluppano cariche opposte tra una nuvola e il terreno o tra due nuvole. Le cariche devono essere abbastanza grandi da superare la resistenza dell'aria per creare una scintilla visibile. Un singolo fulmine può raggiungere fino a 100 milioni di volt e generare temperature cinque volte più calde della superficie del sole.
Quando le nuvole temporalesche si formano da un differenziale di caldo e freddo, fanno sì che le molecole di vapore acqueo si sfregano contro i cristalli di ghiaccio, eliminando gli elettroni che si depositano in altri atomi, creando carica elettrica. Il fondo di una nuvola è caricato negativamente di elettroni. La forza repulsiva raggiunge il suolo e la carica positivamente. Queste cariche positive sono attratte nei punti più alti possibili. Gli streamer di particelle si fanno strada gradualmente tra la nuvola e il terreno, e quando si incontrano, la risoluzione della carica è istantanea. Il lampo luminoso del lampo è il risultato dell'energia rilasciata quando le molecole d'aria sono soggette a guasti elettrici. Il caos del movimento delle particelle a livello subatomico dà al fulmine le sue caratteristiche forche e rami; l'elettricità non sta prendendo una strada dritta. Il massiccio riscaldamento dell'aria fa sì che si espanda rapidamente, creando un boom sonico noto come tuono.
