Un nuage d’orage se forme souvent à la fin d’une journée d’été, lorsque de l’air chaud et humide s’élève dans l’atmosphère. Cet air, au fur et à mesure qu’il monte, se refroidit et se condense en donnant des gouttelettes d’eau et de la glace.

Les frottements entre les masses d’air chaud et les masses d’air froid créent une séparation entre les charges électriques. Le nuage d’orage se comporte alors comme une énorme pile électrique, dont la partie inférieure est chargée négativement et la partie supérieure chargée positivement.

Par influence, les charges électriques positives s’accumulent dans le sol à l’aplomb du nuage et un champ électrique très intense s’établit progressivement entre le sol et la base du nuage. Il peut atteindre 20 000 V/m.

L’air n’étant pas un isolant parfait, les charges électriques peuvent se frayer un chemin vers le sol : le long de cette zone se produit une série de décharges électriques, qui éclatent si rapidement qu’à nos yeux elle ressemble à une seule et même décharge : c’est la foudre.

Le même phénomène se produit également à l’intérieur du nuage, entre les parties hautes et basses : cette foudre interne au nuage représente en fait 70 % du total des décharges orageuses. Elle est particulièrement dangereuse pour l'aviation.