Оптические явления при ударах молнии образуются следующим образом:

1. Запуск молнии происходит от высокоэнергетических частиц, вызывающих пробой на убегающих электронах. 2 Таким образом возникают электронные лавины, переходящие в нити электрических разрядов — стримеры. 2
2. Сливаясь, стримеры дают начало яркому термоионизованному каналу с высокой проводимостью — ступенчатому лидеру молнии. 2
3. По мере продвижения лидера к земле напряжённость поля на его конце усиливается. 2 Под его действием из выступающих на поверхности Земли предметов выбрасывается ответный стример, соединяющийся с лидером. 2
4. В заключительной стадии по ионизованному лидером каналу следует обратный (снизу вверх), или главный, разряд молнии. 2
5. Смещение канала многократной молнии ветром создаёт так называемую ленточную молнию — светящуюся полосу. 2

Также характерное свечение создаёт шаровая молния. 4 Она состоит из плазмы (ионизированного газа), которая взаимодействует с окружающими ионами воздуха, что создаёт характерное свечение. 4