Bien qu'il soit théoriquement possible d'entendre le tonnerre puis de voir la foudre, la foudre provoque en fait le tonnerre, il doit donc venir en premier. Le tonnerre est le bruit causé par le son de l'expansion rapide de l'air qui s'échauffe soudainement par un éclair.
La foudre est extrêmement chaude et peut atteindre des températures allant jusqu'à 54 000 degrés Fahrenheit. Lorsque la foudre frappe l'air, il y a une énorme différence de température, et l'air autour de l'éclair se réchauffe très rapidement en conséquence. La chaleur fait essentiellement exploser l'air car il se dilate si rapidement, ce qui provoque le bruit de craquement fort qui déclenche un roulement de tonnerre. Le bruit de grondement qui suit la fissure est le résultat de vibrations dans la colonne d'air.
La vitesse de la lumière voyage beaucoup plus vite que la vitesse du son, les gens devraient donc voir les éclairs avant de voir le tonnerre. Si quelqu'un entend un coup de tonnerre avant de voir un éclair, le tonnerre qu'il entend est le résultat d'un éclair différent que la personne n'a pas remarqué. Étant donné que la foudre se produit avant le tonnerre, la foudre qui est suivie directement par le bruit du tonnerre est un bon indicateur qu'un orage est assez proche.