自然闪电的物理过程是这样的:在云的不同部位聚集了两种电性不同的电荷，使云的内部以及云与地面之间形成强大的电场，可达每厘米几千伏甚至上万伏。如此强的电场足以使云内外的大气发生击穿电离，形成一条狭窄的放电通道。通道内电流高达几万甚至几十万安培，温度高达两万度以上，空气被电离形成等离子体，并发出刺眼的亮 光，这就是闪电。由于自然闪电同时伴随惊天动地的雷声，所以又叫雷电。最常见的雷电形式是线状闪电，其形状犹如倒悬于空中的纵横枝叉，又像是地图上一条支流众多的河流。另外，雷电中 还有较少见到的球状闪电和串珠状闪电。

与天然雷电一样，人工雷电也是由 于人为造成强大电场而在大气中进行的快速、集中的发光、发声的放电现象。 例如，1903年7月15日夜晚，天才的发明家尼古拉·特斯拉在 美国长岛的试验站，曾用他的放大发射机球形天线造成一千万到一千二百万伏的高电压，使形形色色的闪电从发射塔的圆球形穹顶上喷射而出，时断时续地照亮了几百英里半径范围的夜空，那隆隆的雷声在十几英里以外都能听到， 致使岛上的居民胆战心惊。

与闪电相比，电光火球就显得太变化无常了。有的比一粒豌豆还小，有的大到可以和一所房子相匹敌;有的只存在几秒钟，有的却可存在数分钟;有的在空中上下游荡，有的随风慢慢飘动;有的出现在雷雨天，有的则出现在晴天;有的出现在野外，有的出现在门窗关闭的房屋内和金属飞行器内。电光球既有红色的，也有紫色、黄色、其它颜色以及变色的;既有球形的，也有杆状、哑铃状、钉球状、其它形状以及变形的。电光火球可以不停地跳动穿越建筑物，可以掉到水里把水烧开。有时候，例如在俄亥俄州希尔空军基地，它可以毁掉最复杂、最先进的电子装置。在《梦溪笔谈》中记载的一个案例中，电光球把一个漆器上的银扣"熔流在地"，漆器却没有被烧焦:"有一宝刀，极坚钢，就刀室中熔为汁，而亦俨然"。 半个多世纪以来，人类共记录了4000多次球形闪电现象。 1981年，一架"伊尔-18"飞机从黑海之滨的索契市起飞。当时天气很好，雷雨云远离飞行线40公里。当飞机升到1200米高空时，突然一直径为10厘米左右的火球闯入飞机驾驶舱，发出了震耳谷聋的爆炸声后随即消失。但几秒钟后，它又令人难以置信地通过密封金属舱壁，在乘客舱内再度出现。它在惊乱一团的乘客头上漂浮着，缓缓地飘进后舱，分裂成两个光亮的半月形，随后又合并在一起，最后发出不大的声音离开了飞机。驾驶员立即着陆检查，发现球形闪电进出的飞机头尾部各钻了个窟窿，雷达和部他仪表失录，但飞机内壁和乘客没有受到任何损伤。