球狀閃電形成的原因尚未有確切的解釋。

聖艾爾摩之火常被誤會為球狀閃電同類型事物，但實際成因不同：雖然二者都是常在大雨（尤其是雷雨）中發生的自然現象，但是聖艾爾摩之火是低溫的冷光現象，不會破壞周遭事物。

以下是一些對其成因的假說：有人認為在發生枝狀閃電時，由於閃電通道里的空氣溫度很高，使空氣中的水汽分解為氧和氫，在特殊情況下，閃電通道分裂成數塊。

如是，把閃電通道附近的空氣分裂成一團團含氫和氧的氣團，形成連珠閃電，待枝狀閃電停止以後，球狀閃電溫度降低，氫和氧重新化合，在化合過程中釋放出能量，在釋放能量的同時產生了光。

有時候這種釋放能量的現象是用爆炸的方式表現出來，便產生了球狀閃電。傳統理論認為它是一種旋渦狀高溫等離子體，利用內部高速旋轉造成的向心力與外部大氣壓力達到平衡來維持了較長時間的穩定性。

還有人認為它是利用高溫混合氣體之間的化學反應維持了能量的穩定。微波激射-孤立子理論認為球狀閃電是由體積約為若干立方米的大氣微波激射所引起的。

微波激射相當於能量低得多的鐳射，在空氣體積很大時，微波激射會產生區域性電場即孤立子，從而導致看得見的球狀閃電。

巴西Pernambuco聯合大學的研究人員Antnio Pavo和Gerson Paiva聲稱他們證實了汽化矽假說：

二氧化矽經閃電的衝擊，其中的氧與碳結合而矽被汽化成純矽，形成短暫性的球體。汽化矽與空氣中的氧氣再結合時產生熱量，使球體發白光。

奧地利Innsbruck大學的物理學家Joseph Peer和Alexander Kendl聲稱頻繁發生的閃電可能致使磁場強大到使人產生類似幻覺，而猜測或許能用來解釋球狀閃電的現象。

就目前人類的瞭解而言，球狀閃電是一種極其罕見且難以解釋的大氣現象。根據報告，球狀閃電的外形是一種發光球體，其直徑從高爾夫球大小到數米不等。它們發出的光亮如100瓦燈泡，呈現出白色、紅色、黃色或橙色等顏色。

球狀閃電通常與雷暴天氣有關，它們持續的時間比轉瞬即逝的閃電要長得多，能夠在空中盤旋幾秒至幾分鐘，平均時間近半分鐘。然後，這種閃電可能會悄無聲息地消失，或者發出砰的一聲巨響再消失，並在空氣中留下類似於硫磺的氣味。雖然科學家對球狀閃電進行了研究，但至今仍不清楚它們究竟是怎麼回事。

這種現象極為罕見，至今都沒有一個被科學證實的相關影片。但大多數科學家都認為球狀閃電是存在的，因為有關它們的報告一直可以追溯到古希臘時期。由於不同目擊者對於球狀閃電的描述大都相似，所以它們不大會是某種普通大氣現象的誤解。曾經有人做過調查，大約有5%的受訪者聲稱親眼目睹過球狀閃電。此外，一些不明飛行物的目擊事件也可能是由球狀閃電造成的。

目前有關球狀閃電的主流理論是大氣微波激射理論。大量帶電水分子云受到電活動的影響而進入激發態，透過輻射受激發射，短暫地引起光放大。此外，還有一種被稱為矽蒸發的理論認為，當閃電擊中地面時，自然界中的二氧化矽分解為單質矽，並轉化成矽蒸汽。然後，矽蒸汽在空氣中逐漸冷卻，當閃電使這些微粒帶電時，它們就會聚整合球狀。球狀閃電的光來自矽和氧的重新結合，當所有的矽都被氧化時，球狀閃電就會隨之消失。

普通閃電是稍微彎折著直線前進的，在偶爾的情況下，會彎折回來形成一個完整圓圈的360度迴路，在閃電熄滅以後，這個迴路就會保持下來，形成球狀閃電，因為裡面有電流一直在流動，所以會存在一段時間。

“在某個離奇的雨夜，一顆球狀閃電闖進了少年的視野。它的嘯叫低沉中透著尖利，像是一個鬼魂在太古的荒原上吹著壎。當鬼魂奏完樂曲，球狀閃電在一瞬間將少年的父母化為灰燼，而他們身下板凳卻是奇蹟般的冰涼。”這是著名科幻作家劉慈欣寫的長篇科幻小說《球狀閃電》描述的情節，書中描述了一個經歷球狀閃電的男主角對其歷盡艱辛的研究歷程，向我們展現了一個獨特、神秘而離奇的世界。

說到球狀閃電，可能大部分人都聽說過，常常被我們稱作“火球”，有時也會被誤認為“不明飛行物”，但幾乎沒有人見過。正是由於其極為罕見，並且行蹤飄忽不定，所以被大家披上了一層神秘的外衣。

事實上，球狀閃電是在強雷暴時出現的一種奇異閃電，俗稱“滾地雷”，外觀呈球狀，直徑為10～20釐米，偶爾也有小於1釐米或大至10米的。其顏色各種各樣，最常見的是紅、橙、黃三種顏色。有意思的是，球狀閃電喜歡“鑽空子”，常常從門窗、煙囪等處“鑽”到房間裡，說它有“狹縫癖”一點兒也不為過。此外，有時它還會沿著導線滑行，並能使導線起火。

對球狀閃電成因理論的研究已有一百多年的歷史。最初有人認為這是一種“光幻視”，即觀測者受到強光照射後視神經上造成的餘留影像，也有人認為這是流星或尖端放電等現象。最後人們終於承認這是發生在大氣中的一種閃電。

2012年，蘭州西北師範大學的研究人員在青海省一個雷暴天氣中繪製輻射地圖時，意外記錄下了一個難以捉摸的發光球。光球從地面升起，變成一道閃電，在地上穿行15米，然後消失，前後不到2秒鐘。這場發生在2012年的風暴的影片和光譜，被認為是迄今為止自然界球狀閃電的首次科學記錄。

然而，遺憾的是，球狀閃電的成因至今仍是一個謎，還沒有一種完善的理論能夠很好的解釋它。

很多人認為枝狀閃電在空中經過或打擊地物時，產生了高頻電磁振盪，這種高頻電磁振盪能激發出帶正電荷的球狀空氣團，就形成了球狀閃電。還有人認為它是一團渦旋狀的高溫等離子體，由於內部高速旋轉造成的離心力與外部大氣壓力平衡而維持了穩定性；有人認為它是由線狀閃電的一部分分離而成；有人認為是雷雨雲的電磁輻射能產生和維持了球狀閃電。

那麼，對於如此罕見而危險的球狀閃電，我們該如何防護呢？專家介紹，預防球狀閃電主要方法是關閉門窗，避免穿堂風，以防球狀閃電飄進室內；如果球狀閃電意外飄進室內，最好定在原地，不要跑動，也不要去接觸或碰擊它，因為球狀閃電具有“跟隨氣流飄動”的特點；如果球狀閃電距離身邊很近時，可迅速拾起身邊的石頭（或別的物體），向一個安全的方向扔去，從而把它引向其他地方。