Trata-se de um plasma gerado por uma grande diferença de potencial elétrico na atmosfera, que supera o valor de ruptura dielétrica do ar.
Originalmente, este fenômeno, que pode adotar distintas formas dependendo das circunstâncias, era observado nos mastros dos navios.
No entanto, é possível observar o fenômeno na parte dianteira das aeronaves que voam em determinadas condições meteorológicas.
Neste caso, alguns pequenos raios surgem no nariz da aeronave, podendo ser observados na cabine do avião.
O Fogo de Santelmo também pode se originar nos dirigíveis, onde pode criar uma situação perigosa quando estão carregados de hidrogênio.
De acordo com algumas teorias, foi este efeito que pegou fogo ao notório dirigível Hindenburg, construído na Alemanha pela empresa Luftschiffbau-Zeppelin GmbH, que realizou seu primeiro voo em 1936.