雷の発生メカニズムを段階的に考えた場合、まず地面や海の上にある湿った空気が温められて水蒸気になります。それがそのまま上昇気流となって空に上っていくところからイメージすると分かりやすいでしょう。そして空の高い場所は温度が低いため、上空へ至った水蒸気は再び冷やされて細かな水の粒となって気流に乗り、集合して雲を発生させます。
雲を構成している小さな水の粒は、さらに雲の高さが上昇することで冷やされ、やがて小さな氷の粒として固体化します。そうして発生した氷の粒は徐々に大きくなり、いずれ気流に乗って浮かべる重さの限界に到達。地表へ向かって降下していくことになります。
これによって、雲の中には気流に乗って漂っている氷の粒と、重力に従って降下する氷の粒が共存することになります。
大きくなった氷の粒が重力に従って降下していく途中でサイズの異なる氷の粒同士が衝突して、こすり合わされます。この際、互いにぶつかり合った氷の粒はそれぞれ、大きい粒がマイナス（負）の電荷を帯びて、小さい粒はプラス（正）の電荷を帯びるようになることがポイントです。
これは、例えば自分が着ているセーターの表面を手でこすって静電気がたまっていく時の現象と同じようなものであり、雲の中にも氷の粒が衝突するたびに電気の力がどんどんとたまっていき、大きくなっていきます。
氷の粒の衝突によって雲の中はプラスとマイナスの電荷がそれぞれ発生し、強大な静電気を帯びていくようになります。そうして帯電状態になっている雲は、やがて雲の中に収まりきらなくなった電気を逃がそうと地面に向かって電気を放出するのです。
この放電現象が「雷（落雷）」として人々の目に映っています。
また雷を放出する際は雲の下部が負電荷（マイナス）で、地面が正電荷（プラス）です。なお、雲の上部（正電荷）に向けて雲の下部から放電される現象は「雲放電」と呼ばれます。