Egy zivatarban a jégrészecskék és a vízcseppek ütközése során az elektromos töltések szétválnak. Amikor a különbség elég nagy lesz, gyors kisülés történik. Ez a kisülés villám. A felhőn belül, felhőről felhőre, vagy felhőről földre terjedhet.

A látható felvillanás az a visszatérő lökés, amely a levegőt a Nap felszínénél magasabb hőmérsékletre melegíti fel. A felmelegedett levegő gyors tágulása hozza létre a mennydörgésként hallható hanghullámot. Egyetlen felvillanás több, ugyanazon útvonalon végigfutó lökésből is állhat.

A villámlás az erdőtüzek, áramkimaradások és szabadtéri halálesetek egyik fő oka. A biztonsági irányelvek hangsúlyozzák a megfelelő menedék keresését, valamint a nyílt mezők vagy magas, elszigetelt tárgyak elkerülését. Az érzékelő hálózatok közel valós időben térképezik fel a villámcsapásokat, segítve mind a figyelmeztetéseket, mind a kutatást.

Ugyanez a töltésszétválasztási folyamat működik a vulkáni hamufelhőkben és az intenzív erdőtüzek füstjében is.