Durante mucho tiempo el fenómeno fue considerado un mito. Aunque la naturaleza exacta del mismo todavía es sujeto de especulación, se acepta que no se trata de una invención ni de un fenómeno puramente psicológico. Se han obtenido más de 3000 informes de testigos oculares y ha sido fotografiado varias veces.⁷​ Aún no existe una explicación que sea ampliamente aceptada.

Algunas características difíciles de explicar son la longevidad de su existencia y la flotación casi neutral en el aire. Es posible que la energía que alimenta el brillo sea generada por una combinación química liberada lentamente. Se han hecho muchos intentos para crear rayos globulares en laboratorios, y algunos han resultado en fenómenos superficialmente similares, pero no hay demostraciones convincentes de que el fenómeno natural haya sido reproducido.

Una hipótesis popular postula que el rayo globular es un plasma altamente ionizado contenido por campos magnéticos autogenerados. Después de un examen detallado, esta hipótesis no parece sostenible. Si el gas está razonablemente ionizado, y si además está cerca del equilibrio termodinámico, entonces debe estar muy caliente. Como su presión debe estar en equilibrio con la del aire que lo rodea, debería ser mucho más liviano que el aire y por lo tanto elevarse rápidamente. Un campo magnético puede ayudar a resolver el problema de la cohesión del globo de plasma, pero lo haría aún más liviano. Además, un plasma caliente, incluso combinado con un campo magnético, no sobreviviría el tiempo que duran los rayos globulares, debido tanto a la recombinación como a la conducción térmica.

Puede haber, sin embargo, formas especiales de plasma para las cuales los argumentos anteriores no se aplican completamente. En particular, un plasma puede estar compuesto por iones positivos y negativos, en lugar de iones positivos y electrones. En ese caso, la recombinación puede ser bastante lenta, incluso a temperatura ambiente. Una de estas teorías involucra hidrógeno cargado positivamente y una mezcla de nitritos y nitratos cargados negativamente. Se ha propuesto también, a través del análisis del espectro luminoso de esos 'rayos en bola', que se producirían a partir de los materiales evaporados a altas temperaturas cuando un rayo alcanza el suelo, la luz emitida por el 'rayo en bola' se correspondería con la del material del suelo.

Se desarrolló el modelo de un rayo globular, que está basado en las oscilaciones no lineales con la simetría esférica de partículas cargadas en el plasma.^891011121314​ Estas oscilaciones fueron descritas usando tanto enfoques clásicos⁹¹⁰¹⁴​ como cuánticos.^8111213​ Se encontró que las oscilaciones de plasma más intensas se producen en las regiones centrales de un rayo globular. Se sugiere que los estados ligados de partículas cargadas, que se oscilan radialmente, con espines orientados en sentido opuesto - el análogo de pares de Cooper - pueden aparecer dentro de un rayo globular.¹¹¹³​ Este fenómeno, a su vez, puede producir una fase superconductora en un rayo globular. La idea de la superconductividad en un rayo globular se consideró anteriormente.¹⁵¹⁶​ La posibilidad de la existencia de un rayo globular con un núcleo compuesto también se discutió en este modelo.¹²

• Fuego de San Telmo

• Efecto corona

• Cámara Kirlian

• Luz mala

• Fuego fatuo

• Bola de fuego de Naga