當雷電云層形成時，云層與地面之間產生一個電場，此電場強度可達到10kV/m甚至更高。從而使地面凸起部分或金屬部件上開始出現電暈放電。當雷電云層內部形成一個下行先導時，閃電電擊便開始了。下行先導電荷以階梯形式向地面移動。當下行先導接近地面時，會從地面較突出的部分發出向上的迎面先導。當迎面先導與下行先導相遇時，就產生了強烈的“中和”過程，出現極大的電流（數十到數百千安），這就是雷電的主放電階段，伴隨著出現雷鳴和閃光。地面上的其它建筑物可能會生成好幾個迎面先導。與下行先導會合的個迎面先導決定了閃電雷擊的地點。提前放電避雷針的工作原理就是產生一個比普通避雷針更快的迎面先導。在自然的迎面先導形成前，提前放電避雷針會率先產生一個先導，迅速地向雷電方向傳播直至捕獲雷電，并將其導入大地。實驗室中證實：比普通針更早產生迎面先導的這個啟動搶先時間稱為△T，賦予了提前放電避雷針更加有效的防雷保護功能。
需要注意的是，市場上有各種各樣所謂知名品牌的避雷針，大都以‘預放電’或者‘提前放電’作為其賣點，大都是從國外進口來的所謂‘特殊避雷針’，其所宣稱的保護范圍遠遠超過按照滾球法的原理所計算的保護范圍，其價格非常昂貴，動輒幾萬元一根。這些避雷針的所謂科學原理，在中國大陸到目前為止尚未得到認可，其防雷效果也沒有得到實踐的認可。在建筑物上即使安裝了這樣的避雷針，在防雷驗收時，還是要按照傳統的滾球法的原理進行計算，花高價購買了這樣的避雷針的客戶，要提防這方面的風險。
提前放電避雷針的滾球法，是假設以一定半徑（根據建筑物防護等級的不同，100米、60米、45米、30米不等）的球體，沿建筑物的外表面滾動，當球體只觸及接閃器和地面，而不觸及需要保護的部位時，該部位就得到接閃器的保護。通俗地說，這個球體能夠接觸到的地方就是雷能夠打到的地方，球體接觸不到的地方就處于接閃器的保護范圍之內。
雷擊避雷針和地的放電強度與雷電極的極性有關：當雷的極性為正時，雷對避雷針的放電強度高于雷對地；當雷的極性為負時，雷對避雷針的放電強度略低于雷對地。所以在同樣電壓下雷電極對針的放電距離R與雷電極對地的放電距離H是不同的。
