Ein Blitz hat einen Durchmesser von nur wenigen Zentimetern, seine Lichtenergie entspricht aber der von 1 Million 100-Watt-Glühbirnen pro Meter. Die Temperatur in einem Blitz erreicht bis zu 30.000 Grad. Der plötzliche Temperaturanstieg bewirkt eine explosionsartige Ausdehnung der Luft. Diese Luftausdehnung ist das, was wir als lauten Donner wahrnehmen.
Die Stromstärke in einem Blitz kann mehrere hunderttausend Ampere erreichen, und die Spannung Millionen von Volt. Der Vorgang dauert nur ein paar hundertmillionstel Sekunden, sodass die Energie des Blitzstroms zur Erde - trotz der extrem hohen Spannung und Stromstärke - sehr begrenzt ist.
Die meisten Blitze sind ein Strom negativer Ladung von einer Wolke zur Erde. Was mit dem bloßen Auge nicht zu erkennen ist, ist der so genannte "Vorblitz". Diese Vorentladung ist ein ladungsgefüllter Kanal, der sich in Sekundenbruchteilen vor der eigentlichen Blitzentladung von der Wolke zur Erde aufbaut. Von der Erde oder erhöhten Gegenständen auf der Erdoberfläche entwickeln sich kleine Fangladungen in Richtung auf die Wolke, und sie bestimmen mit, wo der Blitz einschlägt. Bei der Entladung wird der Blitzkanal von der Erde bis zur Wolke von Ladung geleert, weshalb es aussieht, als schlage der Blitz von unten nach oben.
Der Blitz bildet sich durch die Elektrizität, die sich in den Gewitterwolken aufläd. Dazu sind besondere Wetterbedingungen erforderlich, bei denen eine Luftmasse mit bestimmtem Feuchtigkeitsgehalt aufsteigt. Dabei wird diese Luftmasse so schnell abgekühlt, dass sie eine große Energiemenge abgibt (Wärme), dadurch verstärkt sich der Aufwind weiter. Die eigentliche Energiequelle dabei ist also die Sonne.