Blitze entstehen, wenn sich zwischen einer Wolke und dem Boden oder zwischen zwei Wolken entgegengesetzte Ladungen entwickeln. Die Ladungen müssen groß genug sein, um den Luftwiderstand zu überwinden und einen sichtbaren Blitzfunken zu erzeugen. Ein einzelner Blitzeinschlag kann bis zu 100 Millionen Volt erreichen und Temperaturen erzeugen, die fünfmal heißer sind als die Sonnenoberfläche.
Wenn sich Gewitterwolken aus einem Unterschied von warm und kalt bilden, reiben Wasserdampfmoleküle an Eiskristallen, wodurch Elektronen abgestreift werden, die sich in anderen Atomen absetzen, wodurch eine elektrische Ladung entsteht. Der Boden einer Wolke ist mit Elektronen negativ geladen. Die abstoßende Kraft erreicht den Boden und lädt ihn positiv auf. Diese positiven Ladungen werden von den höchstmöglichen Punkten angezogen. Partikelströme bewegen sich allmählich zwischen der Wolke und dem Boden, und wenn sie sich treffen, ist die Ladungsauflösung augenblicklich. Der helle Blitz ist das Ergebnis der Energie, die beim elektrischen Zusammenbruch von Luftmolekülen freigesetzt wird. Das Chaos der Teilchenbewegung auf subatomarer Ebene verleiht dem Blitz seine charakteristischen Gabeln und Äste; Strom geht keinen geraden Weg. Durch die massive Erwärmung der Luft dehnt sie sich schnell aus und erzeugt einen als Donner bekannten Überschallknall.
