雷電是一種極為宏偉壯觀的自然現象，是一門古老而富有神秘色彩的科學。雷電孕育了地球的生命，又促成了地球上的文明，功莫大焉！但是，雷電的巨大破壞力，又給人類社會帶來慘重的災難。而人類與自然的斗爭從未停息過，與雷電的斗爭是卓有成效的。隨著社會的發展和科技進步，對雷電防護技術取得了日新月異的進展。
雷電是天氣現象之一。在雷云的形成過程中，某些云團帶有正電菏，另些云帶有負電荷。它們對大地的靜電感應使地面產生異性電荷。當這些云團電荷積聚到一定程度時，不同電荷的云團之間或云團與大地之間的電場強度就可擊穿空氣（一般為25～30kV/㎝）開始游離放電。我們稱這種游離放電為“先導放電”，云團對大地的先導放電是云團向地面跳躍（梯級）式逐漸發展的，當它到達地面時（高出地面的微生物、架空輸電線等），便會產生由地面向云團的逆主放電。在主放電階段里，由于異性電荷的劇烈中和，會出現很大的電流（一般為幾十kA至百kA），隨之發生強烈放電閃光，這就是閃電；強大的電流把閃電通道內的空氣急劇加熱到一萬度以上使空氣驟然膨脹而發出巨大響聲，這就是雷，這就形成了雷電。
雷雨云中的電是怎樣變為閃電的？
它有多少種類型？
在雷雨云的不同部位之間聚集著不同符號的電荷，當它們積累到一定程度時，就在云的不同部位之間，不同云團之間以及云團與地面之間產生很強的電場，它的強度平均可達幾十萬伏/米，甚至可高達幾百萬伏/米。這么強的電場足以把云內、外的大氣層擊穿而產生瞬時強火花放電，這就是閃電。
在地面上用肉眼觀看，常見到一閃一閃的曲折亮線，偶爾也能見到其它形態的閃電。用特殊照相技術可以記錄下閃電的形態及其發展過程。
最常見的是枝狀閃電，簡稱“枝閃”。它很像一株倒掛的樹枝，彎彎曲曲向下伸展。枝閃可以在云內、云與云之間、云與地之間，甚至在云與周圍天空之間產生。其中云地閃大約占整個閃電20﹪，而云空閃極為罕見，它是云內電荷與云外空氣中極性相反的電荷間的放電現象。對于當空無云的天氣來說，云與周圍大氣間的閃電可算得上是“晴天霹靂”了。
帶狀閃電，簡稱“帶閃”。它看上去像一條很寬的閃電帶，它由連續幾次放電形成的，每次放電通道被風吹向一側適當距離處，使得單獨放電通道彼此靠近就形成帶狀。在眼睛的視覺暫留內，看起來似乎它們是同時放電發光的。
珠狀閃電，簡稱“珠閃”。它像一條在云幕上的閃光珍珠項鏈，常在枝閃消失之后，在原枝閃的位置上發生，大概是枝狀閃電到球狀閃電的過渡形式。
強烈的枝閃之后，有時會出現球狀閃電。這種閃電十分罕見。
片狀閃電，簡稱“片閃”。它看起來好像是云層上的一大片閃光。這種閃電可能是云層后面看不見的火花放電的反射光，或是云內閃電被云滴遮擋而造成的漫射光，也可能是出現在云層上部的放電現象。片閃也是一種常見的閃電，它常在雷雨云強度減弱，降水臨近結束時出現。
火箭狀閃電比其它各種閃電放電都慢，一般需1～1.5秒鐘才放電完畢。借肉眼可觀察到它的活動，它的形狀好像是拖曳體。
對人類危害最大的是云對地的閃電，人們對它的性質研究得最清楚。我們只討論在平坦曠野上空的雷雨云底部帶有負電荷的那種常見的云地閃電，這種電多數呈枝狀。
我們肉眼所看到一次閃電實際是由相繼的數次閃擊放電所組成的。每次擊都沿窨同一通道，彼此間隔為百分之幾秒。
一次閃電含有一個接一的閃擊（或叫脈沖）。而每一次閃擊又都由兩個過程組成；由云端發出的開路先鋒叫“梯極先導”的放電開始，由地面向上竄的“回返閃擊”放電結束。
閃電初起，在雷雨云底部的強電場作用下，云底部的負電荷迅速向下運動，沿途不斷與空氣分子碰撞，致使空氣分子產生新的電子和正離子。這些電子再與空氣分子碰撞產生鏈鎖式的“雪崩反應”，使得向下運動的負電荷迅速增多。激烈的雪崩反應使空氣分子受到激發，形成一條發光的電離通道。
發光通道是一條長火花，它以跳躍方式逐級向下推進。第一個長火花向下跳躍約十幾米左右，火花消失。停息數十微秒后，重新沿同一通道跳躍出另一條長火花。再歇息數十微秒后，它又消失。然后再發出更長的火花，火花平均長度約為50米。就這樣，帶負電的火花前端像階梯一樣以每秒100多公里的平均速度一步一步地向地面逼近。梯先導所攜帶的電流大約是100～200安培。它在行進時有時出現分叉，但這些分叉往往未傳到地面就在空中中斷。閃電通道曲曲折折，這與空間導電因素的布狀況有關。閃電電流總是循電阻最小的途徑的，空間總存在一些導電粒子，它們在空間的分布處處不同，隨地而異，所以閃電的路徑也就變化萬千了。
經過多次的放電、消失、梯級先導通道的前端到達離地面很近處（約10～20米），這時在它下面的電場已變得非常強。于是就在地面上，特別是在高出地面的物體上感應出大量的正電荷，正電荷相互吸引，這樣，就從地面沖出一股明亮無比的光柱，與先導的前端會合沿著由梯級先導所開辟的高度電離的通道向上竄。這股上竄的電流非常強，最大值可達1萬安培左右，它以3～10萬公里/秒的速度，在千分之幾秒內奔向云中，這叫做回返閃擊，或主放電。我們在地面上用肉眼所觀看到的閃電，其實就這種極明亮的主閃擊。
從梯級先導到主閃擊組成了一次完整的閃擊地過程。通常一次閃電由3到4次閃擊組成，有時可記錄到幾十次閃擊。當第一次閃擊結束約百分之幾秒后，緊接著從云端又伸出一條較暗淡的光柱，沿舊通道直沖下來，中間不再歇息，所以稱它為“直竄先導”。它大約在千分之幾秒內，以大約2000公里/的速度迅速沖向地面，攜帶著約1000安培的電流。當它到地面的那一瞬間，只聽“咝”的一聲，沿著該通道又有一個／回閃一直往上沖出,叫第二次回擊。由直竄先導與回擊構成第二次閃擊。因為梯級先導開辟了導電通道，所以直竄先導的速度和攜帶的電流都比梯級先導大。以后的各次閃擊情況基本與第二次相同。由于每一次閃擊放電都要大量消耗雷雨云中的電荷，所以后續的主放電強度越來越弱，直到雷雨云中電荷消耗盡，閃電放電才告終止。
一次電總壽命只有十分之幾秒，而一次閃電平均向地面輸送約25庫侖的負電荷。閃電時，云到大地間的電位差上升到幾千萬伏特，閃電通道中電流平均可達幾萬安培，最大可達20萬安培以上。云地電壓很難準確測出，有用的量是閃電電流，它可以設法測出來。有了電流和變化速度，就可能估算避雷設備的設計參數。
使用磁鋼棒裝置可測量閃電電流，磁鋼棒是用有強剩磁特性的材料制作的小棒，裝在閃電電流可能流過的地方，如電線桿、避雷針等處。閃電電流使磁鋼棒磁化，由剩磁的大小和極性，就可判斷出閃電電流的大小和方向。
閃電通道的直徑一般只有幾厘米到幾十厘米，強大的閃電電流把通道燒成白熾，通過光學測量方法可測知通道中氣體的溫度約為2萬攝氏度。一次閃電釋放的能量就有幾萬個千焦耳，這個能量相當于一只普通熾電燈連續點燃幾百小所需的能量。
對一般人來說，雷電的閃電沒有雷聲來得可怕。因為閃電通道的直徑只有幾厘米，而大部分電流是從通道的芯流過的，芯的直徑才有幾個毫米。所以一閃電釋放出的能量，大部分消耗于加熱道內的空氣柱，使得那里的溫度在幾微秒內急劇升高到幾萬攝氏度。溫度劇增造成通道內的氣壓猛增到一百個大氣壓以上。氣柱內空氣急劇膨脹，溫度很快下降，壓力降低。空氣的驟脹縮形成爆炸波，它開始時大約以5公里/秒的速度向四面八方傳播，經0.1～0.3秒后能量減弱而變成變通的聲波，這就是緊隨閃電之后的雷聲。
我們聽到的雷擊有時是沉悶的隆隆聲，有時是震耳欲聾的霹靂聲，這由聲音的強度或響度以及聲音的音調或頻率決定。先說響度，如果我們的視線與曲折的閃電通道的某一段相垂直，那么該段上各點空氣的振動生的聲波差不多同時傳到我們的耳膜，于是就聽到了高響度的霹靂聲。如果閃電通道的一段順著我們的視線，這時通道上各點發出的聲波又經云內的多次反射而先傳到我們的耳膜，結果是低強度的隆隆聲。通道越曲折，就越增強隆隆聲效果。
再考慮音調。雷鳴的產生類似于一次爆炸。大家熟悉，小爆炸聲音調高，而大的空中炸彈的音調低。爆炸的能量越大，音調越低。一般而言，雷鳴的頻率約為50次/秒。雷鳴音調由兩個因素決定：一定能量的閃電通道，空氣密度越低，音調就越低。即高處的閃電通道雷鳴應比近地的雷鳴音調低；空氣濾掉了較高的音調，于是通道越遠的部分，雷鳴音調越低。這樣，我們聽到的就是拖了幾秒鐘的、連續不斷的、高低頓挫的轟隆聲。
有時，當電離地面只有幾百米時，幾乎跟著耀眼的閃光之后立刻就聽到了令人心驚膽戰的猛擊聲，此聲音似于撕布聲。它來自通道底部的爆炸，由于此處距地面很近，爆炸波還來不及演變成聲波。
雷聲聽起來響亮驚人，但它傳播得并不太遠。離我們20公里以外的閃電，只能隱約聽到雷聲。而遠離們25公里以外高處的閃電就很少聽到雷聲，這是因為大氣的溫度和大氣中空氣的移動速度是隨高度變化的。在雷暴周圍的大氣中，聲波一般是彎曲向上的，此時若人站在足夠高處，尚能聽到此雷鳴。
不少人常擔心響雷偷襲，在一陣強閃之后立即捂住雙耳，這是人們抵御雷電危害的一種正常行為。其實當你聽到雷聲時，閃電已過去了。因為電比雷聲傳播速度快得多，聽到雷聲反而說明你安全無恙。當然這是指一次閃電面說的。
一聲響過后，很容易估算閃電離我們有我遠。當看見閃電時，立即記下時間，等聽到雷聲時，再記錄時間，兩次時間差乘以聲速就是閃電到觀察者的距離。這個道理很簡單，因為閃電發出的光以30萬公里/秒的速度傳播，而雷聲以聲速340米/秒傳播。由于閃電電距地面一般只幾公里到幾十公里，所以幾乎在閃電爆發的同時，人們可看到它。例如，見閃電后10秒鐘才聽到雷聲，閃電大約是從離你3.4公里遠的云內發出的。
雖說雷暴是閃電的主要起源，但不是唯一的。閃電也可能發生在雪暴、沙暴以及冰雹中。在火山噴出物上升時，在核爆炸產生的火球處，甚至在晴朗的藍天，也都可能發生閃電。只要大氣中存在著強電場足以擊穿空氣，就提供了產生閃電的條件。
雷電的形成