雷电过电压来自于雷云放电。但对于雷云荷电的机理的研究还很不够，有些假说和理论还缺乏可靠的确证。一般认为，雷云电荷是局限在大量分散的水性质点（如水滴、冰粒、雪片等）上的，而不是独立的自由活动的离子和电子。水性质点最强烈的荷电过程与它们转换到不同的存在状态有关，也与它们吸收离子、相互撞击、被破碎分裂或被融合等过程有关。带有异号电荷的水性质点的分离，可能是由于它们在强烈气流和地球引力场作用下具有不同的空气动力学特性，由此，在雷云的不同部位积累了异号电荷，在这些部位之间产生了电场，水性质点在该电场中的极化又可能促进了雷云的荷电过程，其综合效果是造成相当强的产生和分离电荷的能力，使得雷云主要荷电部分的横向范围扩展到几公里，并将雷云电荷在垂直方向分离成两个大的电荷中心。不同极性雷云主要部分的电荷量接近相等；不同雷云中的电荷量可能相差很大，一般雷云中的电荷量达几百库仑。总电荷中只有一部分是通过闪电流入大地的，与此同时，也有云间和云内放电。

雷电过电压的持续时间约为几十微秒，具有脉冲的特性，故常称为雷电冲击波。其特点是：幅值大，频率高。