人們在很早以前就知道利用地光現象來預測地震，我國古人總結的六條地震前兆，其中有一條講的就是地光。“夜半晦黑，天忽開朗，光明照耀，無異日中，勢必地震。”這類描述曾在不少書中出現過。但地光作為一種奇異的自然現象，被人們進行科學考慮，則是18世紀以後的事。據《日本地震史料》記載，1703年12月31日元祿8.2級大地震前，有一位學者在研究了當地天空中奇異的發光現象以後，曾向幕府官員發出警告說，夜裏將有強烈雷暴和地震發生。他在當時就注意到了地震與發光的關係，還是難能可貴的。18世紀中葉，當時的英國和北歐一帶頻繁地發生地震，並屢次伴隨有地光的閃爍。在英國皇家學會開會討論這個問題的時候，英國學者威廉·斯圖克雷第一次試圖用地表電流來解釋地光產生的原因，自然，他的認識是錯誤的。20世紀初，意大利學者裏佐率先對地震發光現象進行特別詳細的調查，他對意大利1905年9月8日卡拉布裏亞地震的發光現象進行了廣泛研究。在他的影響下，另一位學者加裏也廣泛收集了歐洲148例地震發光資料，在1910年的《意大利地震學會彙報》中發表了研究論文。
20世紀30年代以後，地震發光的研究進入了全麵發展的階段，人們對於地光的真實存在不再感到懷疑了，並開始出現了解釋這種現象的理論假說。在這些研究中尤以日本領先。1965年以後，日本學者安井與近藤五郎、栗林亨等利用地磁儀、回轉集電器等進行了觀測研究，並拍攝了世界上第一張地光照片。1974年，我國學者馬宗晉在研究了邢台地震以來曆次較大地震的臨震宏觀現象以後，提出了“地光不僅僅是地震派生的結果，而應看作是臨震共同發展的統一過程”。這就是說，應把地光同與它同時出現的其他現象聯係起來考慮。隨著地光現象資料的不斷積累，人們從地光的複雜形態中領悟到它的成因也並非單一。由於地光發生的時間短促，機會難逢，過去的地光資料也常常缺少詳細確切的說明，尤其是直到今天，還未解決儀器觀測技術問題，因此地震中地光成因的研究還沒有確切結果，仍然處於假說階段。
2.岩塊相對摩擦產生地光
米爾恩是一位長年工作在野外的地質學家，有一天，他在野外采集岩石、礦物標本，手中的錘子落在堅硬的岩石上時，點點火星迸濺出來。米爾恩從這種現象中得到了啟發，第一個提出了地光是地震時岩塊相對運動發生摩擦而產生的發光現象。1954年，前蘇聯學者邦奇科夫斯基也把地震發光比喻為馬蹄與石頭道路撞擊而產生的火花。
這種說法是探索地光成因的一次有益嚐試，但它的解釋隻是對某種形態的地光說得通，對地光的其他形態則難以奏效。例如，有些地光發生在半空中，似乎與地麵岩石的摩擦無關；有些地光還伴隨有類似日光燈的自動閃爍，這顯然也無法用摩擦生光來解釋。另外這種觀點也很難說明在震區廣闊的範圍內都可觀察到地光以及球形光和柱狀光的緣由。因為按照岩塊摩擦發光的假說，地光應該主要分布在裂隙帶附近，並與裂隙的分布方向一致，發光的部位應接近地麵。例如，1975年遼寧海城地震時，有人看到本縣大青山菱鎂礦分布區出現強烈的白色光帶，它與該地大量裂隙的分布基本一致，並緊貼地麵，持續2～3秒鍾，沒有明顯閃爍，然後突然消失。這種地光可以用岩塊摩擦生光觀點解釋，但以此來解釋所有的地光，顯然是不全麵的。
3.水的毛細管電位理論
日本學者寺田寅彥閑來無事，對物理學中的電動現象甚感興趣。他看到液體和固體相對運動時，常伴隨有一些電現象，即在液體和固體的接觸麵上會出現兩層異種電荷。如果液體在壓力下通過一個固體毛細管，那麼就會在毛細管的兩端出現電位差，這就是流動電位。這位學者由此萌發了水的毛細管電位理論，試圖能在地光成因問題上一顯身手。他認為，一場強烈地震所影響的深度可與地麵波及的範圍相當。在地震影響的深度範圍內，地下水受到擠壓，便通過岩石的孔隙向上移動，產生流動電位。寺田推測，地下水所受到的壓力，相當於100千米厚的岩柱所產生的壓力。根據計算，它所產生的電位差可達到300萬伏。顯然，這樣巨大的電位差足以導致產生高空放電，形成地光。寺田的理論得到了日本部分學者的支持，但國際上多數學者對這理論提出了質疑。尤其是美國學者麥克唐納對寺田計算出來的300萬伏電位差表示懷疑。這位美國人設想了地球內部產生電位差的各種可能原因，研究了地下核爆炸時所產生的壓力對地下水流經岩石和土壤中孔隙的流動電位的影響，結果發現，在300多米的深度範圍內，能產生的最大電位差僅有幾百毫伏。即使地震的影響能達到100千米的深度，所產生的電位差也不過幾百伏，遠比寺田所說的小得多。這樣小的電位差，是不可能引起大氣發光的。