雷電的本質是雷云中的電荷在不斷變化和增加時，電場強度也在不斷變化和增強，因此可以通過監測電場強度的變化，分析它的變化趨勢，就可以進行預判是否有雷擊的發生。
太陽風、等離子體以及磁氣圈中地磁場交互作用，形成了太陽風與磁氣圈之間的大氣電場層。在清朗的天氣里，電場強度範圍是＋500v/m～-500v/m，當雷暴接近時，電場強度範圍近+2kv～-2kv，而當雷暴發生時，電場強度能增大到15kv以上。（注：不同海撥高度其值略有偏差）
雷電是一種非常複雜的自然現象，雷電形成過程中伴隨着有聲、光、熱、電磁場等多種效應的產生，為雷電的監測與預警提供了有效的信息。
直接或間接監測雷電的設備，如氣象衛星、閃電定位儀、SAFIR系統、全球雷電監測系統、大氣電場儀等都是基於雷電形成過程中自身產生的這些效應。
閃電定位儀，全球雷電監測系統均利用的是雷擊點的事後效應，難以用於某局部地區雷擊的事前預報
衛星雲圖、SAFIR系統，以及全球雷電監測系統適於監測大範圍的地域，無法準確預報針對某一局部地區的雷電活動。
同時受全球氣候變暖大背景的影響，強對流天氣頻繁發生，局地的，極端的天氣氣候事件發生的几率大大增加。
天氣預報大都採用數值預報方式，即使用一個微分方程，輸入初始數據，通過每秒千億次的計算機計算，模擬未來24小時、48小時或72小時的大氣系統情況。目前氣象部門在氣溫、風向、濕度等數值預報方面幾乎可做到準確率90%以上。但是強對流天氣的預報方式則是靠雷達觀察。由於雷達觀測的距離有限，所以留給預報的時間就相當短了。
對流天氣往往又會帶來雷暴，當大氣層產生強烈對流，云與云、云與地面之間電位差達到一定程度后就要發生放電，強對流天氣發生于中小尺度天氣系統，空間尺度小，一般水平範圍大約在十几公里至二三百公里，有的水平範圍只有几十米至十几公里，而且其生命史短暫並帶有明顯的突發性，約為一小時至十几小時，較短的僅有幾分鐘至一小時。因此有很強的局地性和突發性。
室外探頭主要包括電源和探頭兩部分。探頭負責對地表附近的大氣電場進行測量，在完成一次數據採集以後將轉換結果打上時標發送出去。電源部分主要完成對探頭進行供電，電路板上的指示燈顯示電源和數據發送是否正常。此外，電源部分還包括對市電和串口的防雷，抵抗因雷擊或電網中大功率設備通斷電產生的浪涌侵襲，保護設備不受損坏。室內設備主要是通信部分，負責將探測數據通過網絡發送到當地或遠程顯示終端。通信模塊可選有線和無線兩種，如果是無線，則可將傳輸模塊放到電源盒裡面，從而省去了中間的通信傳輸線。
短時雷電監測預報系統不僅能實現對近距離雷暴的預警，同時還可以監測電場儀週邊一定距離範圍內的閃電發生狀況。由於觀測人員能夠同時很直觀地看到閃電的移動趨勢和電場的變化，因此，比起以往僅靠地面電場來對雷暴進行預警。雷電監測預警系統能夠讓觀測人員更直觀地了解雷暴的發展狀況，從而實現更準確的短時預報。
