無論是烏雲還是樹木，或者是人體，一切物體都是由原子組成的。每個原子的中心都存在一個由若幹個帶正電荷的質子和若幹個不帶電的中子組成的原子核（除了一種最簡單的氫原子，它的內部沒有中子）。在原子核的周圍，是繞核運動的帶負電的電子。正負電荷相互吸引，所以圍繞在原子核周圍的電子就像圍繞在蜂窩周圍的蜜蜂。
質子和電子之間的引力是一種電磁力。我們視力可及的範圍內處處有電，隻不過它藏在了原子裏麵。通常情況下，一個原子內的正負電荷數目相等，所以由原子組成的物體，比如說你的身體，整體上不會帶有正電或負電。這樣，你走來走去碰到別人時也不會觸電。
但有時，原子內的正負電荷也會失去平衡，你或許也有過這樣的體驗。比如說寒冷的冬天，你待在自己的溫暖小屋裏。我們假設房間裏的空氣非常幹燥，你拖著鞋在羊毛地毯上蹭來蹭去，不知不覺中，地毯上和鞋上的一些原子就會失去部分電子。
此時，你身上的電子數和質子數不相等，正負電荷不能互相抵消，所以整體上看你就成了帶電體。這時如果用手去碰金屬門把手，就會在你的手掌和門把手之間形成一個微弱的電流，於是你就產生了電擊的感覺。
正負電荷之間相互吸引的力就是電力。電力使電子在你的手掌和門把手之間流動，使你自身的電荷重新恢複平衡。如果房間裏很暗，你還可以看見火花，這是因為電子在跳躍時會放出光子。要是房間裏還很安靜的話，你甚至可以聽到劈啪聲。
我們周圍時時處處都有電存在，雲朵裏也不例外。在陽光明媚的晴天，雲彩安靜地飄在空中，一點也看不出它具有什麼威力。不過雲朵也會聚集起電荷，所以當天空中烏雲密布時，千萬要小心。如果雲層中的電子發生流動使原子恢複電荷平衡，就會出現閃電，還有轟隆隆的雷聲。
當黑壓壓的烏雲裏有氣流吹過時，雲中的顆粒相互碰撞——包括從海洋裏蒸發出的鹽、灰塵等。就像鞋在地毯上摩擦會釋放出電子，這些顆粒在碰撞之後也會釋放電子。顆粒如果失去了電子，就帶上正電荷；如果得到了多餘的電子，就帶負電。
從實際情況來看，較重的物質顆粒比較容易帶上負電荷，而重量輕的顆粒則容易帶上正電荷。不過具體原因是什麼，科學家至今還不是很清楚。雲層的下半部分是質量較大的顆粒集中的區域，所以這裏通常帶有負電荷。
聚集在雲層底部的負電荷會吸引帶正電的質子，同時排斥遊離在地表之上的電子。很快，在雲層與地麵之間就聚集起了正電荷。然後，就像手與門把手之間的電流一樣，一道刺眼的閃電劃過天際，這就是烏雲與地麵之間的電流。電流在烏雲與地麵之間曲折前進，與來自地麵的帶正電荷質子相遇，這時你聽到的就不是輕輕的劈啪聲了，而是震耳欲聾的巨響。
如果我們能通過慢動作來觀察整個過程，我們會看到：一個微微發光的雷電（叫做“先導”），出現在雲層的底部，然後，先導開始跌跌撞撞地向地麵前進，它先向右下方跳50米，然後又向左下方跳50米——這就是我們看到的天空中曲曲折折的閃電。
先導從雲層到地麵的運動過程隻持續1秒鍾，而產生的電流相當於200安培（家用電器通常使用15～20安培的電流）。如果雷電距地麵在20米之內，地麵會有束火花躍起與雷電相遇，然後這股電流躍回雲層，這時，其中的電流高達1萬安培。
雲層中瞬間又激發出另一個先導，它沿著剛才上行閃電的路徑通向地麵。隨後，另一束火花又躍回雲層。閃電內部的溫度可達3萬攝氏度。電流沿著這條路徑在雲層與地麵之間往返幾次，但由於這一係列過程隻發生在短短1秒鍾之內，所以我們肉眼隻能看到一束閃電的亮光。
那麼一束閃電有多大的能量呢？高達2萬兆瓦。這麼大的功率足以點亮美國一個州的所有電燈，包括居民住宅和辦公大樓在內——不過隻能點亮1秒鍾。