O raio é uma descarga elétrica natural na atmosfera. Estudos estimam que ocorrem aproximadamente 30 a 100 descargas nuvem-solo e nuvem-nuvem por segundo no mundo—cerca de 9 milhões por dia. Como o raio se inicia dentro de nuvens de tempestade continua sendo tema de pesquisa; trabalhos publicados na Nature Scientific Reports e em outros lugares sugerem que avalanches de elétrons relativísticos (RREA) e campos elétricos em torno de 1,8–2,0 kV/cm têm papel no desencadeamento das descargas.

O trovão é o som produzido quando o canal do raio aquece o ar ao redor a cerca de 20.000–30.000 K em uma fração de segundo. Esse aquecimento rápido cria uma onda de choque que se propaga a aproximadamente 3.000 m/s antes de se degradar em onda acústica. Quando chega ao ouvido, propaga-se à velocidade do som (cerca de 343 m/s ao nível do mar), por isso se ouve o trovão depois do relâmpago.

O raio pode produzir raios X e radiação gama e exibe escalas de tempo de dezenas de nanossegundos a quase um segundo para uma descarga completa. O mapa acima mostra detecções ao vivo da rede Blitzortung.