A maior parte dos estudos sugere que os relâmpagos tendem a aumentar devido ao fenômeno conhecido como aquecimento global. Evidências indicam que a temperatura média em nosso planeta aumentou de 0,5° C no século XX em decorrência da emissão de enormes quantidades de gases (principalmente gás carbônico) associada à atividade humana, e estima-se que possa aumentar de 2 a 4° C no século XXI. Os gases bloqueiam a saída para o espaço da radiação infravermelha emitida pelos corpos na superfície. Por outro lado, como eles não impedem a passagem da radiação solar rumo ao solo, tem-se um aumento da temperatura na superfície da Terra. Este processo é conhecido como efeito estufa e os gases como gases estufa. A intensificação deste processo devido à atividade humana tende a causar um aumento da temperatura na superfície da Terra. Estima-se que para cada grau de aumento de temperatura aumente de 10% a 20% o número de relâmpagos no planeta, sendo a região tropical a mais afetada.

No Brasil, o aquecimento das águas do oceano Atlântico em curso relacionada ao aquecimento global poderá ter implicações sobre a incidência de raios no país.

Fenômenos climáticos como o El Niño e a La Niña também podem afetar a ocorrência de raios, embora seus efeitos possam variar de um evento para outro em função da magnitude e extensão do fenômeno, e da região considerada. Estes fenômenos estão relacionados com a temperatura superficial das águas no oceano pacífico equatorial e sua interação com os ventos equatoriais. O fenômeno El Niño é caracterizado por períodos onde as águas do oceano pacífico oriental estão mais quentes que a média, e o La Niña a períodos onde as águas estão mais frias. Estes períodos duram em geral de um a dois anos e se alternam aleatoriamente com um período médio de sete anos. Alterando o fluxo de vapor d'água da superfície do oceano para a atmosfera, estes fenômenos provocam mudanças globais na circulação dos ventos e nas temperaturas, o que afeta a freqüência de tempestades e, em conseqüência, a atividade de relâmpagos em um dado local. Contudo, não se conhece bem como estes eventos seriam alterados pelo aquecimento global. Tais alterações podem implicar na alteração da incidência de relâmpagos.

Finalmente existem especulações sobre a ocorrência de relâmpagos ser afetada pela atividade solar. O Sol pode afetar de diversas formas o meio ambiente. Em particular, algumas evidências apontam que o ciclo de atividade solar de 11 anos, caracterizado pelo aumento e diminuição do número de manchas solares, pode afetar o número de relâmpagos, contudo não existem evidências conclusivas a respeito.