Bên trong một đám mây giông có vô số hạt nước và tinh thể băng liên tục va đập vào nhau khi bị dòng khí cuốn lên xuống. Sự cọ xát này khiến điện tích tách ra, dồn phần âm xuống đáy mây và phần dương lên đỉnh, biến đám mây thành một cỗ máy tích điện khổng lồ. Khi chênh lệch điện đủ lớn, một dòng điện mạnh phóng vọt qua không khí, đó là tia chớp. Dòng điện ấy nung không khí trên đường đi nóng lên tức thì, làm nó giãn nở bùng nổ và phát ra tiếng sấm.

Cốt lõi của hiện tượng là sự tách điện trong mây rồi phóng điện để cân bằng lại. Không khí vốn cách điện, nên điện tích phải dồn tới mức rất cao mới đủ sức xé qua nó, và khi xé qua thì giải phóng năng lượng cực lớn trong tích tắc. Tia chớp có thể nung không khí xung quanh lên tới mức nóng hơn cả bề mặt Mặt Trời, khiến lớp không khí đó nở phồng ra với tốc độ chớp nhoáng rồi co lại, tạo nên sóng âm mà ta nghe thành tiếng sấm rền. Chớp có thể phóng giữa hai vùng trong mây, giữa hai đám mây, hoặc từ mây xuống đất.

Bạn hẳn từng để ý rằng mình luôn thấy chớp lóe trước rồi mới nghe sấm nổ. Đó là vì ánh sáng đi nhanh gần như tức thời, còn âm thanh đi chậm hơn nhiều, khoảng ba trăm bốn mươi mét mỗi giây. Nhờ vậy, bạn có thể ước lượng cơn giông ở xa hay gần bằng cách đếm số giây từ lúc thấy chớp đến khi nghe sấm: cứ khoảng ba giây thì tia sét cách bạn chừng một cây số. Khi khoảng cách đó rút ngắn dần, nghĩa là giông đang tiến lại gần.

Nhiều người tin rằng sét không bao giờ đánh hai lần vào cùng một chỗ, nhưng thực tế những toà nhà cao hay cột thu lôi bị sét đánh nhiều lần là chuyện thường. Cũng có người nghĩ sấm và chớp là hai hiện tượng riêng biệt, trong khi chúng là hai mặt của cùng một lần phóng điện: chớp là phần ta thấy, sấm là phần ta nghe. Ta cảm giác chúng tách rời chỉ vì ánh sáng và âm thanh truyền đến ta với tốc độ khác nhau.