Le phénomène électrique que nous appelons foudre n'est pas bien compris. L'explication la plus courante implique la circulation de la vapeur d'eau montante et descendante à travers les nuages, du processus appelé convection. L'eau chauffée par le soleil s'évapore, s'élève dans les airs où elle se rassemble en nuages. La vapeur d'eau continue à monter toujours plus haut, jusqu'à finalement se refroidir suffisamment pour se condenser en liquide. La gravité de la Terre l'attire alors vers la surface où le cycle se répète.
Pendant la convection, selon les avis consensuels, les gouttelettes d'eau ayant tendance à se heurter, elles s'arrachent mutuellement des électrons en créant une séparation de charge. Les électrons s'accumulent dans la partie la plus basse du nuage, qui prend une charge négative à cet endroit. Comme les gouttes qui ont perdu un électron continuent à s'élever, elles amènent une charge positive au sommet du nuage.
Les régions de charges différentes ou la séparation des charges provoque entre elles la formation d'un champ électrique, doté d'une force directement proportionnelle à la quantité de charge du nuage. Le champ électrique peut devenir si fort qu'il repousse les électrons de la surface de la Terre, la faisant devenir chargée positivement. Un chemin conducteur entre les deux régions peut amorcer un précurseur de coup de foudre qui se joint éventuellement à quelques volutes positives s'élevant du sol.
