当雷电云层形成时，云层与地面之间产生一个电场，此电场强度可达到10kV/m甚至更高。从而使地面凸起部分或金属部件上开始出现电晕放电。当雷电云层内部形成一个下行先导时，闪电电击便开始了。下行先导电荷以阶梯形式向地面移动。当下行先导接近地面时，会从地面较突出的部分发出向上的迎面先导。当迎面先导与下行先导相遇时，就产生了强烈的“中和”过程，出现极大的电流（数十到数百千安），这就是雷电的主放电阶段，伴随着出现雷鸣和闪光。地面上的其它建筑物可能会生成好几个迎面先导。与下行先导会合的*个迎面先导决定了闪电雷击的地点。提前放电避雷针的工作原理就是产生一个比普通避雷针更快的迎面先导。在自然的迎面先导形成前，提前放电避雷针会产生一个先导，迅速地向雷电方向传播直至捕获雷电，并将其导入大地。实验室中证实：比普通针更早产生迎面先导的这个启动抢先时间称为△T，赋予了提前放电避雷针更加有效的防雷保护功能。
