A corrente da descarga de retorno de relâmpagos nuvem-solo tem sido modelada com o intuito de calcular as características termodinâmicas do canal do relâmpago, como temperatura e pressão, ou a radiação eletromagnética gerada a diferentes distâncias do canal.

Para validar esses modelos, os resultados podem ser comparados com observações da radiação. Uma vez validado, o modelo pode ser utilizado no cálculo dos efeitos da corrente sobre objetos ou para a obtenção do pico de corrente de uma descarga de retorno a partir da observação da radiação.

Quatro tipos de modelos têm sido desenvolvidos baseados na termodinâmica dos gases, nas equações de Maxwell, em circuitos elétricos e em aproximações empíricas, conhecidos como modelos de engenharia. Devido à complexidade dos processos envolvidos, os modelos de engenharia são os mais utilizados, empregando como parâmetros a corrente na base do canal, a velocidade da descarga de retorno e, em alguns casos, o perfil de luminosidade do canal com a altura.