Bir fırtına bulutunun içinde, buz parçacıkları ve su damlacıkları arasındaki çarpışmalar elektriksel yükleri ayırır. Fark yeterince büyük olduğunda, hızlı bir deşarj meydana gelir. Bu deşarj yıldırımdır. Bulut içinde, buluttan buluta veya buluttan yere doğru ilerleyebilir.

Gözle görülen şimşek, havayı güneşin yüzeyinden daha sıcak sıcaklıklara kadar ısıtan geri dönüş darbesidir. Isınan havanın hızlı genleşmesi, gök gürültüsü olarak duyduğumuz ses dalgasını üretir. Tek bir şimşek, aynı yol boyunca birden fazla darbeden oluşabilir.

Yıldırım, orman yangınlarının, elektrik kesintilerinin ve açık alanlardaki ölümlerin başlıca nedenlerinden biridir. Güvenlik yönergeleri, sağlam bir sığınak aramayı ve açık alanlardan veya yüksek, tek başına duran nesnelerden uzak durmayı vurgular. Algılama ağları, yıldırım çarpmalarını neredeyse gerçek zamanlı olarak haritalandırarak hem uyarılara hem de araştırmalara yardımcı olur.

Volkanik kül bulutlarında ve şiddetli orman yangını dumanlarında da aynı yük ayrışma süreci işler.