Este tipo de relámpago (popularmente denominado “rayo” o “descarga de la nube al suelo”) se produce entre la nube y el suelo. Suele seguir una trayectoria sinuosa y ramificada hacia el suelo desde un canal principal bien definido (relámpago rectilíneo, ramificado o en cintas).
Una descarga a tierra suele originarse cuando una “descarga en salto” con carga negativa que se mueve en dirección descendente entra en contacto con una descarga con carga positiva que asciende. Cuando se establece este canal conductor de electricidad, se genera una descarga eléctrica de gran intensidad que se denomina “relámpago de retorno” y es la parte de la descarga eléctrica más luminosa y perceptible. La mayor parte de los relámpagos de la nube al suelo están compuestos de varias descargas, lo que provoca un efecto parpadeante y de luz estroboscópica.
Los relámpagos de la nube al suelo también pueden tener su origen en una descarga con carga positiva en dirección descendente, aunque esto ocurre con mucha menos frecuencia que los relámpagos iniciados por descargas ascendentes. Este fenómeno más raro se forma en la parte superior de una nube de tormenta en lugar de en su parte inferior. Las descargas a tierra positivas suelen ser muy brillantes en comparación con otros relámpagos. Asimismo, pueden viajar horizontalmente a lo largo de muchos kilómetros hasta llegar al suelo, como suele decirse, “como caído del cielo” (relámpago de aire claro o en yunque).
En ocasiones, las descargas de la tierra a la nube iniciadas por un relámpago piloto ascendente pueden originarse en objetos situados en el suelo, como torres altas o rascacielos.