Dentro de una tormenta eléctrica, las colisiones entre partículas de hielo y gotas de agua separan las cargas eléctricas. Cuando la diferencia es lo suficientemente grande, se produce una descarga rápida. Esa descarga es el rayo. Puede viajar dentro de la nube, de nube a nube o de nube a tierra.

El destello visible es el rayo de retorno que calienta el aire a temperaturas superiores a la de la superficie del sol. La rápida expansión del aire caliente produce la onda sonora que oímos como trueno. Un solo destello puede constar de múltiples rayos que recorren la misma trayectoria.

Los rayos son una de las principales causas de incendios forestales, cortes de energía y accidentes mortales al aire libre. Las recomendaciones de seguridad hacen hincapié en buscar refugio seguro y evitar campos abiertos u objetos altos y aislados. Las redes de detección registran los rayos en tiempo casi real, lo que facilita tanto las alertas como la investigación.

El mismo proceso de separación de cargas opera en las nubes de ceniza volcánica y en las intensas columnas de humo de incendios forestales.