原因是地核在巨大的压力和高温中，物质中的电子会加速逃逸，并分布在地层下的低温面上，这种“温差发电”原理使地层下面存在着大量的自由电子，这些电子形成了一个负电层。
在这个负电层电场的作用下，地壳中的某些导电率较高的地层会因极化作用；在下表面积累一定的正电荷，上表面积累一定的负电荷。
如果相邻的地层间有一定的“绝缘”，那么，这两个地层会产生巨大的电势（电压），这个电压达到一定值时会产生剧烈的放电现象，将绝缘层击穿，从而看到地震前天空发光现象。
由地震引起的发光现象，称之为地光。
地震发生前为什么会产生地光呢？研究结果表明，当地震快发生时，由于地下岩石发生破裂、错断，岩石间产生相对摩擦滑动等而产生一种电磁效应作用，从而造成一个较大范围的放电现象，并沿着断裂缝隙通向大气层，在低空引起大气电离和发光现象。
一般情况下，地光大都在地震发生前几分钟到数小时出现，也有少数地震后出现的。地光的颜色有多种多样，有白里发蓝的、红色的、紫色的、白色的，也有的是黄色和绿色的，其中以白里发蓝的为多，有点象电焊火光那种样子。地光在空中持续的时间一般为几秒到数分钟之间。在夜间，即使离地光出现地点较远的地方，也是能够看得清楚的。地光在地表上空的高度一般为几米到几十米不等，其表现形式因地震类型和地点不同，在空中的几何形状也不尽相同，有的以条带状在空中出现，有的以圆弧状出现，也有的以火柱状出现，还有的以一连串火球状出现，形似信号弹升向天空。
一般情况下，小地震不易引起地光现象，只有那些比较大的地震才可引起地光现象。由于一次大地震影响范围很大，因此，当有地光发生时，即使人们离地光发生处较远，也是可以看得到它的。例如唐山地震时，居住北京地区的人就曾看到过唐山地震引起的地光。 地光的来临，往往预示着大震很快就要发生了，如果此时能够迅速果断地采取一些避震措施，是有可能躲开地震灾害的。
例如1975年2月4日海城地震前，一列从大连开往北京的客车，在行驶途中司机突然发现列车前方有大片紫红色的耀眼亮光，司机马上联想到可能是地光，于是采取措施，紧急停车，列车刚刚停稳，大地震就发生了，从而避免了一场车翻人亡的重大事故。 应当指出，有时雷电和施工现场在夜间常常会造成电弧光现象，因此，不能盲目地把一切“闪光”现象都归结为地光，否则，就会引起不必要的慌乱，带来不应有的麻烦。
