Relâmpagos produzem diversos fenômenos transientes na atmosfera superior, sendo os principais conhecidos como sprites, jatos azuis e elves. Estes fenômenos são fracas luzes, quase invisíveis ao olho humanoque ocorrem na mesosfera, troposfera e na baixa ionosfera respectivamente, associados em geral aos relâmpagos nuvem-solo. Observações de sprites e jatos azuis têm sido feitas com câmeras de altasensibilidade no solo e em aviões e, mais recentemente, por telescópiosno alto de montanhas.

Sprites são transientes luminosos de cor avermelhada que duram em geral menos de 100 ms e ocorrem acima do topo das nuvens de tempestade até cerca de 80 km e possuem larguras de 5 a 30 km. A região mais brilhante costuma localizar-se em torno de 70 km, embora possua uma intensidade cerca de mil vezes mais fraca do que a intensidade de uma descarga de retorno. Eles podem ocorrer em grupos ou individualmente, e apresentam diferentes formas, tais como tentáculos ou cilindros. Em geral, ocorrem sobre regiões estratiformes associadas a sistemas convectivos de mesoescala e estão associados a relâmpagos nuvem-solo positivos.

Os sprites, embora mais comuns, são aparentemente menos intensos e perduram por um período de tempo menor do que os jatos azuis. Estes últimos costumam perdurar por até 300 ms e possuem uma forma de um cone que se projeta do topo da tempestade para cima até cerca de 40 a 50 km de altitude a uma velocidade de cerca de 350 mil km/h. Algumas vezes, osjatos azuis projetam-se até altitudes menores que 25 km. Nestes casos são denominados precursores azuis.

Elves são discos luminosos de cor alaranjada não visíveis a olho nu, com duração inferior a um milissegundo e extensão horizontal de 100 a 300 km que ocorrem entre 70 e 100 km de altitude. Em geral, ocorrem logoapós um relâmpago nuvem-solo e quando acompanhados por sprites, precedem a estes. A maioria dos elves também parece estar associada aos relâmpagos nuvem-solo positivos, embora muitos eventos associados aos relâmpagos nuvem-solo negativos tenham sido observados. Evidências indicam que estes fenômenos ocorrem em escala global freqüentemente, sendo algumas vezes por minuto.

Na América do Sul, medidas realizadas no Peru em 1995 e no Brasil em 2003, parecem indicar que os sprites na região tropical também são freqüentes. Tanto os sprites como os jatos azuis são produzidos a partirda excitação das moléculas do ar por elétrons acelerados pelos campos elétricos, associados aos relâmpagos nuvem-solo, em geral positivos. Já os elves são considerados resultados da excitação de moléculas na ionosfera pela radiação eletromagnética produzida pelos relâmpagos nuvem-solo tanto negativos como positivos.