A maior parte dos estudos sugere que os relâmpagos tendem a aumentar com o aquecimento global. 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.

Evidências indicam que a temperatura média em nosso planeta aumentou em 0,5° C no século XX em decorrência da emissão de enormes quantidades de gases (principalmente gás carbônico) associada à atividade humana. A previsão é de que aumente de 2 a 4° C no século XXI.

Os gases bloqueiam a saída para o espaço da radiação infravermelha emitida pelos corpos na superfície. 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 tende a causar um aumento da temperatura na superfície da Terra. No Brasil, o aquecimento das águas do oceano Atlântico em curso relacionado 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 em que as águas do oceano pacífico oriental estão mais quentes que a média e o La Niña, a períodos em que as águas estão mais frias. Estes períodos duram em geral entre um e dois anos e se alternam aleatoriamente a cada sete anos em média. Ao alterar o fluxo de vapor d'água da superfície do oceano para a atmosfera, esses fenômenos provocam mudanças globais na circulação dos ventos e nas temperaturas, o que afeta a frequência de tempestades e, em consequência, a atividade de relâmpagos em uma região. Contudo, não se conhece bem como estes eventos seriam alterados pelo aquecimento global, tais alterações podem implicar na alteração da incidência de relâmpagos.

Também existem especulações sobre a influência da atividade solar na ocorrência de relâmpagos. O Sol pode afetar de diversas formas o meio ambiente e 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. Mas ainda não existem evidências conclusivas a respeito.