Gök gürültüsü, bir şimşek çarpışması sonucu oluşan doğal bir olaydır. Şimşek, elektrik yüklü bulutlar arasında veya bulutlar ile yeryüzü arasında oluşan yoğun elektrik boşalmasıdır. Bu elektrik deşarjı, havadaki elektronların hareketine ve atmosferdeki gazların ışık yayması sonucu şiddetli bir ışık patlaması olarak görülebilir.
Gök gürültüsü ise, şimşek çarpışması sırasında yükselen sıcak hava nedeniyle oluşur. Şimşek çarpışması sırasında, elektrik akımı yoğun bir ısı yayarak havayı ani bir şekilde ısındırır. Bu sıcak hava, ani bir genleşme sonucu hava moleküllerinin çarpışmasına neden olur ve şok dalgaları oluşturur. Bu şok dalgaları, atmosferde yayılarak gök gürültüsü sesini oluşturur.
Gök gürültüsü genellikle şimşek çarpışmasıyla eşzamanlı olarak duyulur. Ancak, bazen şimşek çarpışması çok uzakta olabilir ve gök gürültüsü sadece ses dalgalarının uzak mesafelerde yankılanması sonucu duyulabilir.
Gök gürültüsü sırasında duyulan patlama sesi, şiddeti ve süresi, şimşek çarpışmasının şiddetine, mesafesine ve atmosferdeki sıcaklık, nem ve basınç gibi faktörlere bağlıdır.