Blitze sind sichtbare elektrische Phänomene. In einer Gewitterwolke bildet sich durch Ladungstrennungsprozesse ein elektrisches Feld, das auch auf der Erde Ladung induziert, ähnlich einem Kondensator, Spannung baut sich auf. Zu den Spannungsunterschieden kommt es nach derzeitigem Stand der Forschung durch die Reibung zwischen Luftmolekülen und durch kosmische Strahlung angeregte Elektronen sowie durch die ungleichmäßige Verteilung von Eis und Wasser in der Wolke. Dabei überwiegen im oberen Teil einer Gewitterwolke meist die positiven Ladungsträger, im unteren hingegen die negativen. Erreicht die Spannung einen Wert, bei dem Luft leitfähig wird, kommt es zum Spannungsausgleich in Form eines Blitzes. Dabei bildet sich zunächst ein unsichtbarer, leitender Blitzkanal. Knapp vor Erreichen der Erdoberfläche schlägt eine Fangladung entgegen: die Leitung ist geschlossen und in mehreren Schüben erfolgt der sichtbare Ladungsaustausch in Form des Blitzes. Der Blitz erhitzt die Luft auf mehrere 10 000 Grad, sie dehnt sich schlagartig aus, die Schockwelle ist akustisch als Donner vernehmbar. Die Entfernung des Blitzes kann man abschätzen, indem man die Zeit bis zum Donner misst, drei Sekunden entsprechen etwa einem Kilometer Distanz. Blitze verlaufen zwischen den Wolken sowie zwischen Wolken und Erdoberfläche. Je nachdem welche Ladung sie netto transportieren, spricht man von positiven oder negativen Blitzen.