O raio se ramifica e pisca devido à forma como sua descarga elétrica se propaga pelo ar. Quando um raio atinge, ele cria um canal de ar quente e ionizado em rápida expansão. Esse canal é chamado de líder do raio e é responsável pelo caminho inicial que o raio percorre.

O líder viaja pelo ar em uma série de etapas, cada uma das quais cria um novo ramo do raio. As ramificações ocorrem porque o canal líder não é um condutor perfeito e, portanto, a descarga elétrica às vezes pode seguir um caminho diferente do líder original. Isto pode acontecer quando o canal líder encontra um obstáculo, como uma bolsa de ar mais frio ou uma mudança no campo elétrico.

A cintilação do relâmpago é causada pelo fato de o canal líder não ser um caminho contínuo. Em vez disso, é composto por uma série de rajadas de luz curtas e brilhantes. Essa oscilação se deve à forma como a descarga elétrica é gerada no canal líder. A descarga elétrica é causada pela colisão de elétrons com átomos e moléculas do ar. Quando os elétrons colidem com essas partículas, eles ficam mais lentos e sua energia é convertida em luz. A quantidade de luz produzida depende do número de elétrons que colidem com as partículas no ar.

A ramificação e oscilação dos relâmpagos é um processo complexo que ainda não é totalmente compreendido. No entanto, os investigadores estão a fazer progressos na compreensão de como estes fenómenos ocorrem, e este conhecimento pode ajudar a melhorar os sistemas de segurança e proteção contra raios.