我们来看下图：
图左侧是测试电路。我们看到了直流电源，看到了调整电极电压的可变电阻，还看到了电极。现在我们接通电路，并且开始调节可变电阻R，使得电极间的电压从零开始上升。
我们发现从O到C，这一段的空气击穿特性是非自持的。只要外界条件发生改变，则空气的击穿现象立刻就终止。
OA段的电压很低，但气隙中的空气在宇宙射线或者光照的激发下，有很少的气体被电离。电离后的气体成为正离子和电子，正离子向阴极运动，而电子则向阳极运动。但由于被电离的分子占空气总量的比值过小，所以离子还没运动到电极处，绝大部分就被复合掉了。因此电流很小。
电离分子与空气总量之比称为电离度。
在AB区，电压增高了不少，有部分离子终于到达电极处了，因而电流也略微增大一些。由于离子的产生原因是宇宙射线，而宇宙射线的总量是固定不变的，因此AB区尽管电压变化较大，但电流变化很小。
在BC区，电子（也即负离子）从电场中获得的能量已经够大，因而开始形成电场电离。
设电子的质量为m，其运动速度为v，Wi为电离能，若电子动能大于电离能，也即：
则电子在前进途中，会撞击它所遇见的中性气体分子并使之电离，因而气隙空气中的电离度大增，电流急剧增大。
与此同时，正离子也没闲着。正离子的能量更大，当它到达电极区并狠狠地撞击电极时，把电极金属中的电子给撞出来。这叫做电子的逸出功。逸出的电子加入负离子的队伍，也向正极前进。
终于，在曲线的C点，空气被击穿了。C点的电压也因此被称为击穿电压。
从C到F，空气的电离是自持的，即使没有宇宙射线，电离也能维持。
DE区，空气的放电产生辉光：
上图是稀有气体的辉光放电，下图是电子管中的辉光放电。纯净而又美艳的蓝光，摄人眼帘，漂亮吧？
从E点往右，就是弧光放电了，也就是我们已经熟知的电弧。
这是带电拉闸刀开关产生的电弧：
这是电焊产生的电弧：
还有雷电产生的电弧：
空气被击穿电离后，由于温度极高，大约为6000K，因而产生大量的热。这些热既能用来电焊，但也能对开关电器产生破坏作用。
对于低压电器来说，我们当然希望能把电弧迅速地消除掉。
气体放电和击穿理论内容很多，有流注理论、汤逊放电理论等等，限于篇幅，对于空气的放电和击穿我们只能介绍到这里。