当积雨云内的小水滴不断碰撞合并成较大的小水滴时开始往下落，而从地面上升的热空气却一个劲往上冲，两者之间摩擦后就带上了电荷。上升的气流带正电荷，下落的水滴带负电荷。随着时间的推移，积雨云的顶部积累了大量的正电荷，底部则积聚许多负电荷。地面因受积雨云底部负电荷的感应，也带上了正电荷。
云中水滴合并增大，直到上升热气流托不住了，就从云中直掉下来。下层的热气流给雨一淋，骤然变冷，不再上冲，转而向地面扑下来。此时，空中的电荷开始放电，并伴随着轰隆隆的雷声。因电闪以光速30万千米/秒的速度传播，雷是以331米/秒的声速传播，故人们先看到电光尔后才听到雷响。有时候雷声的时间拖得很长，那是云层、山峰及地面把雷声来回反射所致。
在中国，雷雨大多发生在5～8月份温高湿重的天气中。[1]
雷阵雨是在潮湿空气发生强烈对流运动的情况下产生的，它的发生与大气的稳定度有着极为密切关系。 夏天，在晴天风小的日子里，地面受到强烈的阳光照射，把近地面的空气加热，愈接近地面气温升得愈高，午后是地面气温升得最高的时候，也是大气在一天中最不稳定的时期，因此强对流运动的发展在这时候最为迅速。如果这时空气非常潮湿，水汽丰富，那么，这一天午后到傍晚就会出现雷阵雨。这种由地面强烈受热形成的雷阵雨，称为热雷雨。而半夜到早晨，地面气温降得最低，大气趋向稳定，所以热雷雨不易形成。 春天雷阵雨的发生情况不同于夏天。夏天热雷雨多在同一暖气团情况下产生，雷雨发生前一天气是晴朗的，而春雷大多发生在冷暖气团交锋的地带。当南北两股冷暖气团交锋时，暖湿空气爬在冷空气背上，大量水汽被凝结出来，使天空阴云密布，连日下雨，地面上终日不见阳光，从而使白天气温不能升得很高，夜晚气温不能降得很低，气温的日变化很小。但在高空云层的顶部，白天仍受到太阳光照射，那里的气温日变化相对变大了。 白天云层被阳光晒得很热，温度容易升高，大气头部变轻了，稳定度增加，形成雷阵雨的可能性变小；而到了夜间，云顶向太空散热，云层上部的温度下降，特别是半夜到早晨，是一天中温度下降得最低的时候，大气的头部变重，趋向不稳定，这种云层内便发展起对流运动，形成打雷闪电、暴雨滂沱的雷雨云。这就是春雷多在半夜到早晨出现的道理气象学告诉我们，大气头重脚轻或头轻脚重的变化，主要取决于上下气层的温度。如果气层的上部温度下降或下部温度升高，都会造成头重脚轻的现象，大气趋向不稳定；而气层上部升温或下部降温，则大气头轻脚重，稳定度增加。一天之内的气温在不断地变化，所以大气稳定度也随着在改变。
春天，人们常在睡梦正酣的半夜到早晨被隆隆的雷声惊醒，怪不得有“春雷惊梦”的说法。而在夏天，在睡梦中是很少听到雷声的，因为夏季雷阵雨大多发生在午后到傍晚。
为什么春夏季节雷阵雨在一天中的发生时间不同呢？这就要从形成雷阵雨的大气稳定度说起。
雷阵雨是在潮湿空气发生强烈对流运动的情况下产生的，它的发生与大气的稳定度有着密切关系。稳定度就是大气稳定的程度。不稳定的大气，头重脚轻，只要稍受外力影响，便一触即发，上下翻动，形成强大的对流；而稳定的大气，头轻脚重，即使有外力触动，迫使它上升或下降，但只要外力一消失，便马上回到原来的位置，稳如泰山，很难形成强大的对流。
夏天，在天晴风小的日子里，地面受到强烈的阳光照射，把近地面的空气烤热了，愈接近地面气温升得愈高，午后是地面气温升得最高的时候，也是大气在一天中最不稳定的时期，因此强对流运动的发展在这时候最为迅速。如果这时空气非常潮湿，水汽丰富，那么，这一天午后到傍晚的雷阵雨便下定了。这种由地面强烈受热形成的雷阵雨，称为热雷雨。而夏天的半夜到早晨，地面气温降得最低，大气趋向稳定，所以热雷雨便不易形成。
春天雷阵雨的发生情况不同于夏天。夏天热雷雨多在同一暖气团情况下产生，雷雨发生前天气是晴朗的，而春雷大多发生在冷暖气团交锋的地带。当南北两股冷暖气团交锋时，暖湿空气爬在冷空气背上，大量水汽被凝结出来，使天空阴云密布，连日下雨，地面上终日不见阳光，从而使白天气温不能升得很高，夜晚气温不能降得很低，气温的日变化很小。但在高空云层的顶部，白天仍受到太阳光照射，那里的气温日变化却相对变大了。白天云层被阳光晒得热起来，温度容易升高，大气头部变轻了，稳定度增加，形成雷阵雨的可能性变小；而到了夜间，云顶向太空散热，云层上部的温度下降，特别是半夜到早晨，是一天中温度下降得最低的时候，大气的头部变重，趋向不稳定，这样云层内便发展起对流运动，形成打雷闪电、暴雨滂沱的雷雨云。这就是春雷多在半夜到早晨出现的道理。
