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Der Donner ist die Folge der explosiven Ausdehnung der Luft infolge der extremen Temperaturanstiege im Blitzkanal auf bis zu 30.000 °C in wenigen Mikrosekunden. Die Tatsache, dass in der Luft Schallwellen bzw. Kompressionswellen überhaupt erzeugt werden können, liegt ganz einfach an der hohen Kompressibilität der Luft (im Gegensatz zu Wasser). In inkompressiblen Medien könnte sich ein Donner nicht ausbreiten.
Die Beobachtung, das der Donner in weiterer Entfernung vom Blitz ein auffälliges Rollen zeigt, resultiert aus den unterschiedlichen Laufzeiten der Schallwellen von den einzelnen Punkten im Blitzkanal hin zum Beobachter und aus Reflexionserscheinungen (Echos) an Gegenständen, Wolken und/oder Inversionen. Unter normalen atmosphärischen Bedingungen breitet sich Schall in der Erdatmosphäre mit etwa 340m/s aus, so dass man aus der Zeit, die zwischen dem Auftreten des Blitzes und dem Donner vergeht, leicht Entfernung des Blitzes schließen kann.
Da Blitzentladungen in Zick-Zack-Bahnen verlaufen, ergibt sich für den Beobachter eine Aufeinanderfolge von lauten und leisen Geräuschen, wobei Lautstärke und Abfolge je nach Position des Beobachters variieren.
Das donnern selbst kann man maximal 15 bis 20 Kilometer hören, wobei die Reichweite stark von der Windrichtung, der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit abhängt.
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