當(dāng)雷電云層形成時(shí)，云層與地面之間產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)，此電場(chǎng)強(qiáng)度可達(dá)到10kV/m甚至更高。從而使地面凸起部分或金屬部件上開(kāi)始出現(xiàn)電暈放電。當(dāng)雷電云層內(nèi)部形成一個(gè)下行先導(dǎo)時(shí)，閃電電擊便開(kāi)始了。下行先導(dǎo)電荷以階梯形式向地面移動(dòng)。當(dāng)下行先導(dǎo)接近地面時(shí)，會(huì)從地面較突出的部分發(fā)出向上的迎面先導(dǎo)。當(dāng)迎面先導(dǎo)與下行先導(dǎo)相遇時(shí)，就產(chǎn)生了強(qiáng)烈的“中和”過(guò)程，出現(xiàn)極大的電流（數(shù)十到數(shù)百千安），這就是雷電的主放電階段，伴隨著出現(xiàn)雷鳴和閃光。地面上的其它建筑物可能會(huì)生成好幾個(gè)迎面先導(dǎo)。與下行先導(dǎo)會(huì)合的個(gè)迎面先導(dǎo)決定了閃電雷擊的地點(diǎn)。提前放電避雷針的工作原理就是產(chǎn)生一個(gè)比普通避雷針更快的迎面先導(dǎo)。在自然的迎面先導(dǎo)形成前，提前放電避雷針會(huì)率先產(chǎn)生一個(gè)先導(dǎo)，迅速地向雷電方向傳播直至捕獲雷電，并將其導(dǎo)入大地。實(shí)驗(yàn)室中證實(shí)：比普通針更早產(chǎn)生迎面先導(dǎo)的這個(gè)啟動(dòng)搶先時(shí)間稱(chēng)為△T，賦予了提前放電避雷針更加有效的防雷保護(hù)功能。

提前放電避雷針的滾球法，是假設(shè)以一定半徑（根據(jù)建筑物防護(hù)等級(jí)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(dòng)，當(dāng)球體只觸及接閃器和地面，而不觸及需要保護(hù)的部位時(shí)，該部位就得到接閃器的保護(hù)。通俗地說(shuō)，這個(gè)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(hù)范圍之內(nèi)。

當(dāng)避雷針截受雷擊時(shí)，由接閃體接閃，通過(guò)雷電波形處理裝置，利用外殼與中心接地桿之間有3mm間隙，構(gòu)成耦合電容，同時(shí)外殼通過(guò)一個(gè)電感線圈接地（中心接地桿）當(dāng)下行先導(dǎo)接近接閃器時(shí)，由于頻率，電感呈開(kāi)路狀態(tài)，電容對(duì)高頻呈現(xiàn)短路特性，因此耦合電容作用下，接閃器表面電場(chǎng)強(qiáng)度迅速增加，直至觸發(fā)雪崩過(guò)程，從而能在頃刻間將雷電流泄放入地，以至有效的達(dá)到防雷害保的目的。

預(yù)放電型避雷針在歐洲普遍采用，已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化（NFC17-102）。相對(duì)于傳統(tǒng)的避雷針來(lái)講，該種避雷針不等雷電場(chǎng)強(qiáng)增加到一定的程度就能夠提前放電，保護(hù)半徑更大，降低了每次接閃時(shí)的雷電流脈沖強(qiáng)度，減少了雷電感應(yīng)引起的二次效應(yīng)，更為。