Il n'existe que très peu de photographies de boules de feu et elles sont souvent de mauvaise qualité. Les caractéristiques de la foudre en boule ne peuvent donc être dégagées qu'en effectuant des statistiques sur des compilations de témoignages. De telles compilations on été publiées par Brand (1923), Dewan (1964) ou Charman (1979). On peut également en trouver sur des sites comme The Virtual Times ou Weird Science . Bien entendu, les observations visuelles ne fournissent pas de données précises mais permettent tout de même de déterminer quelques ordres de grandeur.

Cette photographie a été prise en 1991 par Yatsumitsu Ohuchi, un lycéen de Nagano. Elle a prouvé pour la première fois de façon irréfutable l'existence des boules de feu. On voit très nettement la forme lumineuse qui selon le témoin se déplaçait parallèlement à la ligne électrique.

- Occurence :	L'apparition d'une boule de feu est fortement corrélée à l'activité orageuse, comme le montre l'étude de Stakhanov. On estime à 1/1 000 000 la probabilité qu'un éclair soit accompagné d'une boule de feu.
- Apparence :	Les boules de feu sont géneralement de forme sphérique, ce qui indique l'existence d'interactions ayant un effet similaire à celui de la tension superficielle. Leur diamètre s'échelonne de 1 cm à 1 m autour d'une valeur moyenne de 20 - 30 cm. La couleur est variable, les plus communes étant le rouge, l'orange et le jaune. Leur luminosité n'est pas exceptionnelle, mais on les distingue nettement en plein jour. Ces caractéristiques sont habituellement stables sur toute la durée de vie de la boule de feu.
- Odeur, chaleur dégagée :	La plupart des témoins mentionnent une odeur incommodante comme celle de O3 ou NO2. Un autre fait frappant: dans le sillage de la boule, la température ne dépasse pas 60 °C.
- Mouvement :	En général, elles se déplacent horizontalement à une vitesse typique de 5 m.s-1. Mais elles peuvent également rester immobiles et flotter en l'air ou être animées d'un mouvement ascensionnel.
- Durée de vie et fin :	La durée de vie est de l'ordre de 10 s et ne dépasse que très rarement la minute. Une boule de feu peut s'éteindre de deux manières. Le premier mode est explosif, rapide et accompagné d'un bruit violent. Le second est une extinction silencieuse dont la durée est variable.
- Énergie interne :	On l'estime grâce aux interactions avec l'environnement: formation de gaz et dégâts causés. Par exemple, la présence de O3 et NO2 dans la traînée de la boule implique une densité d'énergie supérieure à 0.4 J.cm-3 et la destruction d'une brique révèle une densité minimale de 5-10 j.cm-3. Pour une liste exhaustive, voir l'article de Smirnov. Une étude statistique conduit à la valeur moyenne de 10 J.cm-3. Le mode de stokage n'est pas parfaitement déterminé. On sait de plus qu'elles sont fortement chargées.

Quelques images de boules de feu :

Cette photographie a été prise en 1978 par Sankt Gallenkirch en Autriche. Elle présente une variété de couleurs spectaculaire et une traînée lumineuse inhabituelles.

À gauche, une peinture de 1888 représentant des boules de feu disparaissant sans bruit près de Saint-Pétersbourg. À droite, une gravure de 1845 montre une boule de foudre semant la panique dans une ferme de Corrèze.