Yıldırım, bir bulutla zemin arasında veya iki bulut arasında zıt ücretler oluştuğunda oluşur. Ücretlerin, görünür bir yıldırım kıvılcımı oluşturmak için havanın direncini yenecek kadar büyük olması gerekir. Tek bir yıldırım düşmesi 100 milyon volta ulaşabilir ve güneş yüzeyinden beş kat daha sıcak sıcaklıklar üretebilir.
Gök gürültüsü bulutları ılık ve soğuk farkından oluştuğunda, su buharı moleküllerinin buz kristallerine sürtünmesine, bazı atomlara yerleşen elektronların sıyrılmasına ve elektrik yükünün oluşmasına neden olur. Bir bulutun dibi negatif elektronlarla yüklenir. İtme kuvveti yere ulaşır ve onu pozitif olarak yükler. Bu pozitif ücretler mümkün olan en yüksek noktalara çekilir. Parçacıklı flamalar, bulut ve zemin arasında yavaş yavaş ilerler ve karşılaştıklarında yük çözünürlüğü anında olur. Parlak şimşek çakması, hava molekülleri elektriksel bozulmaya maruz kaldığında salınan enerjinin sonucudur. Atom altı seviyede parçacık hareketinin kaosu, karakteristik çatallarını ve dallarını aydınlatır; elektrik düz bir yol izlemiyor. Havanın aşırı ısınması, hızla genişlemesine neden olarak gök gürültüsü olarak bilinen sonik bir patlamaya neden olur.
