Tụ điện hình cầu bao gồm hai hình cầu rỗng, đồng tâm của các điện cực tích điện trái dấu với chất cách điện ở giữa chúng. Các nhà vật lý coi Trái đất là một tụ điện hình cầu khổng lồ được bao quanh bởi tầng điện ly, với bầu khí quyển tích điện. phóng điện lên bề mặt hành tinh dưới dạng tia sét.
Lấy hành tinh làm ví dụ, quả cầu bên trong tích điện âm khi thời tiết thuận lợi trong khi không khí giữa mặt đất và tầng điện ly mang điện tích dương. Điện trường ở giữa các quả cầu được tạo ra gần bề mặt của quả cầu bên trong hơn. Chất cách điện của hành tinh là không khí. Sét là một phương pháp mà khả năng cách nhiệt của không khí được khắc phục để ổn định bầu khí quyển. Các nhà khoa học tính toán, trong điều kiện bình thường, tổng điện tích của Trái đất sẽ tiêu tan trong 10 phút nếu không phải do quá trình khí quyển tạo ra các dòng điện trong không khí.
Lượng điện dung hoặc năng lượng có thể tích trữ trong một tụ điện hình cầu phụ thuộc vào bán kính của mỗi quả cầu trong tụ điện vì khoảng cách giữa hai quả cầu càng lớn thì năng lượng mà mỗi quả cầu có thể tích trữ càng lớn. Môi trường hoặc chất cách điện ở giữa các quả cầu cũng ảnh hưởng đến cách dòng điện chạy giữa các quả cầu và do đó cũng ảnh hưởng đến điện dung.
