Havanın iyi bir iletken olmaması bünyesinde yüksek gerilimli bulutları oluşturur. Fiziki sebeplerden ötürü, bulutun yüklenmesi sırasında yere yakın olan kısmı negatif değerle şarj olmuştur (%85 ihtimal). Bu sırada yer de bulut boyunca pozitif yüklenir. Bazı koşullarda bunun tersi yüklenme de olabilmektedir (%15 ihtimal).

Fırtınanın artmasıyla buluttaki negatif yük oranı ve buna bağlı olarak da yerdeki pozitif yük ayrışması hızlanarak devam eder. Bulutla yer arasındaki potansiyel fark arttıkça aradaki havanın da delinmesi kolaylaşır ve belli bir değerden sonra havanın delinmesiyle oluşan iletken kanal boyunca buluttan toprağa veya topraktan buluta deşarj başlar. Bulutla bulut arasında olan deşarja şimşek ve bulut – toprak deşarjına ise yıldırım denir.