当雷电云层形成时，云层与地面之间产生一个电场，此电场强度可达到10kV/m甚至更高。从而使地面凸起部分或金属部件上开始出现电晕放电。当雷电云层内部形成一个下行先导时，闪电电击便开始了。下行先导电荷以阶梯形式向地面移动。当下行先导接近地面时，会从地面较突出的部分发出向上的迎面先导。当迎面先导与下行先导相遇时，就产生了强烈的“中和”过程，出现极大的电流（数十到数百千安），这就是雷电的主放电阶段，伴随着出现雷鸣和闪光。地面上的其它建筑物可能会生成好几个迎面先导。与下行先导会合的个迎面先导决定了闪电雷击的地点。提前放电避雷针的工作原理就是产生一个比普通避雷针更快的迎面先导。在自然的迎面先导形成前，提前放电避雷针会率先产生一个先导，迅速地向雷电方向传播直至捕获雷电，并将其导入大地。实验室中证实：比普通针更早产生迎面先导的这个启动抢先时间称为△T，赋予了提前放电避雷针更加有效的防雷保护功能。

提前放电避雷针的保护范围

避雷针的保护范围应按GB50057-94《建筑物防雷设计规范》附录四《滚球法确定接闪器的保护范围》规定的方法进行计算。若达不到设计要求，可通过加接杆将避雷针升高，或者选用提前放电避雷针。在保护对象的范围很宽时，可考虑用多根避雷针来满足设计要求。

提前放电避雷针的滚球法，是假设以一定半径（根据建筑物防护等级的不同，100米、60米、45米、30米不等）的球体，沿建筑物的外表面滚动，当球体只触及接闪器和地面，而不触及需要保护的部位时，该部位就得到接闪器的保护。通俗地说，这个球体能够接触到的地方就是雷能够打到的地方，球体接触不到的地方就处于接闪器的保护范围之内。

预放电避雷针是在传统避雷针放电原理的基础上，引入了“促进电离”这一预防电型避雷针的基本特性，从而达到了比普通避雷针更早的先导放电，扩大了保护半径，提高了系数。在雷电条件下，当雷电下行先导接近地面时，任何导电的表面均会产生一个上行先导。在被动避雷针的情况下，只有在长时间的电荷重聚之后，才会传播上行先导。