Разряд молнии создает скачок напряжения, который на сотни миллионов вольт превышает напряжение бытовой розетки, но само явление завершается короткой вспышкой. Причина кроется в том, как в атмосфере взаимодействуют электрические поля, плазменные каналы и баланс зарядов.

Молния зарождается, когда между облаком и землей нарастает настолько сильное электрическое поле, что происходит электрический пробой воздуха. Молекулы воздуха ионизуются, формируя узкий плазменный канал с относительно низким сопротивлением. Огромная разность потенциалов затем вызывает кратковременный мощный ток по этому пути, быстро выравнивая заряды между областями в облаке и поверхностью земли.

Как только заряды перераспределяются, электрическое поле рушится, и действующее напряжение по сути исчезает. Одновременно плазменный столб излучает энергию в виде света и тепла, затем остывает, ионы и электроны рекомбинируют, образуя нейтральный газ. Его проводимость резко падает, сопротивление возрастает, и цепь разрывается. Канал молнии не может поддерживать устойчивый ток, как линия электропередачи, потому что нет ни постоянного источника энергии, ни стабильной разности потенциалов, которая бы его поддерживала.

Краткость разряда также связана с очень малой электрической емкостью облаков и окружающего воздуха по сравнению с инженерными энергосетями. Как только запасенная электростатическая энергия сбрасывается через плазменный канал, система приходит к новому состоянию равновесия, и в небе остаются лишь расходящиеся ударные волны и постепенно гаснущее послесвечение.