Depois dos estudos iniciais em eletricidade atmosférica, foi somente em 1889 que H.H. Hoffert identificou descargas individuais, conhecidas como descargas de retorno, em um relâmpago próximo ao solo usando uma câmera fotográfica primitiva. Em 1897, F. Pockels estimou pela primeira vez a intensidade máxima da corrente de um relâmpago próximo ao solo, através da medida do campo magnético residual produzido por relâmpagos em rochas basálticas.

A partir destas descobertas, um estudo sistemático dos relâmpagos teve início pela fotografia e por outras técnicas como espectroscopia, medidas de radiação eletromagnética, e, mais recentemente, por medidas diretas de corrente elétrica no solo e medidas óticas no espaço.