La foudre est une décharge électrique massive qui se produit lorsque la différence de potentiel entre deux régions de l'atmosphère (ou entre le nuage et le sol) dépasse la capacité isolante de l'air. Le canal de la foudre atteint des températures de 30 000 °C (cinq fois la surface du soleil), ce qui réchauffe l'air de façon explosive et génère l'onde sonore que nous percevons comme tonnerre.
Le processus commence à l'intérieur du cumulonimbus : la collision entre cristaux de glace et gouttelettes d'eau en surfusion sépare les charges (positives en haut, négatives en bas). Lorsque le champ électrique est suffisant, un traceur par bonds (stepped leader) descend du nuage en zigzag. En s'approchant du sol, une décharge ascendante part d'un point élevé (arbre, bâtiment, personne) et à la connexion se produit l'arc de retour (return stroke) — l'éclair visible — qui peut se répéter plusieurs fois en millisecondes.
Environ 75 % des éclairs sont intranuageux (n'atteignent pas le sol). Les éclairs nuage-sol transportent des courants de 20 000-200 000 ampères. Ils causent environ 2 000 décès par an dans le monde (1-2 en Espagne). Pour se protéger : chercher refuge dans un bâtiment solide ou une voiture (qui agit comme cage de Faraday), s'éloigner des arbres isolés, poteaux et crêtes, et s'accroupir en terrain ouvert.