雷電的形成是一個複雜的過程，主要涉及雲層內部的電荷分離和放電。
在雷暴天氣中，雲層內部和雲層之間會發生強烈的電荷分離，雲層上部通常帶有正電荷，而雲層底部帶有負電荷，這種電荷分離現象是由於雲中的水滴和冰晶在氣流作用下相互摩擦而產生的。當帶有不同電荷的雲層或雲層與地面之間形成足夠的電勢差時，通常在幾萬到幾億伏特之間，空氣會被擊穿，引發瞬間放電現象，這就是我們看到的閃電，在放電過程中，由於閃電通道中的空氣突然加熱並急劇膨脹，形成強大的聲波，這就是我們聽到的雷聲。
雷聲的大小和閃電的強度有關，一般來說，閃電的電流越大，雷聲也就越響。此外，地面的建築物、樹木等突出物由於靜電感應，可能會積累與雲層相反的電荷，當電荷積累到一定程度時，也可能引發放電現象。