闪电发生于云与云、云与地面或者云体内部不同部位之间，是一种强烈的放电现象，常常发生于强对流大气中（火山爆发中闪电足以证明这点）。就云层来说，在积雨云中易产生闪电，就季节来说，炎热的夏天发生较多，冬天发生较少。就天气来说，易发生于暴雨或暴雪天气，晴天少见。
强对流天气发生时，冷暖气流发生对流，冷气流急速下沉，暖气流急速上升，相互摩擦使云层之间产生电子得失，有些云层带有正电荷，有些云层带有负电荷，一般情况，底层云带负电荷，高层云带正电荷。从飞机上观测发现，发生雷电时，云层中存在有冰、冰晶和霰粒等粒子，这些粒子和云层激烈碰撞和摩擦也是产生电荷积累的主要原因。
由于异种电荷相互吸引，地面上所有物体（包括人体）内部或表面的电荷均被吸引到物体的尖端（顶端），使物体的尖端（顶端）积累了大量的电荷。带电的云层移动到哪里，哪里的物体尖端（顶端）就积累了大量的电荷，如同云层的“影子”移动。云层之间，也会产生类似的现象。
通常情况下，由于空气是绝缘体，不会产生放电的，如果温度高、空气湿度大、云层与云层之间或者云层与地面之间距离变得越来越近，最重要的是两个物体尖端（顶端）积累的电荷达到一定程度使电压升得非常高，可达到几百万伏--几千万伏，就会在两个物体的尖端（顶端）产生放电，与日常生活中的（打火机、燃气灶、特拉斯线圈等）电子打火非常相似。放电产生的光，就是我们看到的闪电，放电使空气的温度升高而剧烈膨胀对外做功，并以机械波的形式向外传播，就是我们听到的雷声。闪电时的温度，大约在摄氏17000度至28000度范围内，电流可达到几万安--十几万安。
树根状闪电的形成，主要有以下几个原因的综合作用。
第一，两个物体之间放电时，由于电流主要路径上温度最高，发生电离的空气最多而成为等离子体，发光亮度较大，而其它方向上的空气温度是逐渐下降的。
第二，放电主要在两个物体的尖端之间进行，因为这两点之间的距离最短，电流最强，其它路径属于主电流路径的一个分支，路径较长，电流相对较弱，温度逐渐下降，且下降较快。这就是避雷设备总是安装在物体的边角或者物体尖端（顶端）的道理。
第三，从物理学的角度来看，两个物体尖端之间的距离最短，电阻最小，电流最强，温度升得高升得快，温度不易下降，极易形成一条光亮的通道，而其它方向上的电阻大，电流弱。
第四，强对流天气发生时，高空中的大气层是急速流动的，从而使雷电的路径发生弯曲或者分支，如同高速流动的水柱（高压水）在风的作用下周围产生了水雾或细流。
每一次放电都要消耗云层中累积的电荷，放电过程就愈来愈弱，直到储备的电荷消耗殆尽，才结束一次闪电过程。如果各次闪电路径重合，就会看到大规模的放电。
避雷的基本原理就是为雷电提供一条低电阻的通道，或者防止自己被连入闪电电流的通路中。
避雷措施。发生闪电时，尽量留在室内。不使用无线通讯设备。如果你正在外面，汽车的金属壳可产生静电屏蔽，呆在汽车里比较安全，但不要接触车厢金属体。应避开某地的最高物体、突出地面的导电物体，如孤立的树、电线杆等。空旷的地方，你最好双脚并拢蹲下，防止产生跨步电压并可降低高度，可预防你是该区域的最高点被选择为放电对象。