雷电的本质是雷云中的电荷在不断变化和增加时，电场强度也在不断变化和增强，因此可以通过监测电场强度的变化，分析它的变化趋势，就可以进行预判是否有雷击的发生。
太阳风、等离子体以及磁气圈中地磁场交互作用，形成了太阳风与磁气圈之间的大气电场层。在清朗的天气里，电场强度范围是＋500v/m～-500v/m，当雷暴接近时，电场强度范围近+2kv～-2kv，而当雷暴发生时，电场强度能增大到15kv以上。（注：不同海拨高度其值略有偏差）
雷电是一种非常复杂的自然现象，雷电形成过程中伴随着有声、光、热、电磁场等多种效应的产生，为雷电的监测与预警提供了有效的信息。
直接或间接监测雷电的设备，如气象卫星、闪电定位仪、SAFIR系统、全球雷电监测系统、大气电场仪等都是基于雷电形成过程中自身产生的这些效应。
闪电定位仪，全球雷电监测系统均利用的是雷击点的事后效应，难以用于某局部地区雷击的事前预报
卫星云图、SAFIR系统，以及全球雷电监测系统适于监测大范围的地域，无法准确预报针对某一局部地区的雷电活动。
同时受全球气候变暖大背景的影响，强对流天气频繁发生，局地的，极端的天气气候事件发生的几率大大增加。
天气预报大都采用数值预报方式，即使用一个微分方程，输入初始数据，通过每秒千亿次的计算机计算，模拟未来24小时、48小时或72小时的大气系统情况。目前气象部门在气温、风向、湿度等数值预报方面几乎可做到准确率90%以上。但是强对流天气的预报方式则是靠雷达观察。由于雷达观测的距离有限，所以留给预报的时间就相当短了。
对流天气往往又会带来雷暴，当大气层产生强烈对流，云与云、云与地面之间电位差达到一定程度后就要发生放电，强对流天气发生于中小尺度天气系统，空间尺度小，一般水平范围大约在十几公里至二三百公里，有的水平范围只有几十米至十几公里，而且其生命史短暂并带有明显的突发性，约为一小时至十几小时，较短的仅有几分钟至一小时。因此有很强的局地性和突发性。
室外探头主要包括电源和探头两部分。探头负责对地表附近的大气电场进行测量，在完成一次数据采集以后将转换结果打上时标发送出去。电源部分主要完成对探头进行供电，电路板上的指示灯显示电源和数据发送是否正常。此外，电源部分还包括对市电和串口的防雷，抵抗因雷击或电网中大功率设备通断电产生的浪涌侵袭，保护设备不受损坏。室内设备主要是通信部分，负责将探测数据通过网络发送到当地或远程显示终端。通信模块可选有线和无线两种，如果是无线，则可将传输模块放到电源盒里面，从而省去了中间的通信传输线。
短时雷电监测预报系统不仅能实现对近距离雷暴的预警，同时还可以监测电场仪周边一定距离范围内的闪电发生状况。由于观测人员能够同时很直观地看到闪电的移动趋势和电场的变化，因此，比起以往仅靠地面电场来对雷暴进行预警。雷电监测预警系统能够让观测人员更直观地了解雷暴的发展状况，从而实现更准确的短时预报。
