Gök gürültüsü,şimşek çakmasının peşinden hızla yer değiştiren havanın hareketinden meydana gelen sesdir. Yıldırımı meydana getiren çok kuvvetli elektrik akımı, kısa süre içinde çevresindeki havayı şiddetle ısıtır. Bu ısınma sonucu çok ani bir şekilde genleşen hava, hızla daha soğuk havanın bulunduğu yerlere dalar. İşte havanın bu hareketinin meydana getirdiği dalga, gök gürlemesini veya gök gürültüsünü hasıl eder.

Gök gürültüsünün çeşitli sesleri vardır. Ağır ve derinden gelen bir ses, gök gürültüsünün uzaklardan geldiğini gösterir. Çatırtılı gök gürültüsü, yıldırımın birçok kollara ayrıldığında duyulur. Şimşek çakmasından sonra duyulan en kuvvetli sesi, yıldırımın asıl gövdesi; arkadan gelen sesi, ayrıldığı kollar meydana getirir. Ses hızı, ışık hızından çok küçük olduğundan, gök gürültüsü daima şimşek görüldükten sonra duyulur.

Yapılan incelemelere göre, dağlık bölgeler hariç, gök gürültüsünün 30-40 saniyeden fazla sürdüğü pek görülmemiştir. Yapılan tetkiklerde bazı bilim adamlarına göre şimşek ve bunun sonucu gök gürültüsünün meydana gelmesi için elektrik yüklü bulutların uçlarındaki sıcaklığın 28°C'ye yükselmesi gerekmektedir. Bundan başka, bulut içinde buz parçacıkları ve su damlalarının aynı anda mevcut olmaları, şimşeğin akması için gerekli görülmektedir. Böyle bir durumda bulut içinde sıcaklık -20°C olduğu seviye etrafında pozitif elektrik yüklü ve 0°C ile ile 10°C arasında bulunan büyük bir alanda ise negatif elektrik yüklü bir merkez bulunur. Bu merkezler esas elektrik boşalım merkezleri olup, şimşek bu merkezler arasındaki kanalda meydana gelir. Kanalın sıcaklığı bir anda hemen hemen 10.000° C'ye yükselir. Bu ısınma sonunda süratle hacmi genişleyen havadan gürültü olarak dalgalar yayılır.

Gök gürültüsü bazan şimşek mahallinden 64 km uzaklardan, ses dalgalarının aşağı atmosferde kırılmalara uğradığı zamanlarda 16-25 km ötelerden işitilebilir. Buna karşılık bazen 16 km'den çok daha kısa mesafelerden bile işitilmediği olmaktadır. Sesin hızı saniyede yaklaşık 340 metredir. Mesafeyi tahminen bilmek istenirse, bir şimşek çakınca saate bakılır ve dinlenir, birkaç saniye sonra gök gürültüsünü işitirilir. Aradan kaç saniye geçmiş ise onu 340 m/s ile çarpınır; mesela 7 s · 340 m/s = 2380 metredir.