避雷針具有一定的保護作用。保護范圍的計算方法是由運行經(jīng)驗和實驗室模型試驗結(jié)果確定的。工程設(shè)計中常用的方法是認(rèn)為保護半徑是避雷針高度的函數(shù)。據(jù)中國的規(guī)范規(guī)定，單支避雷針的保護范圍是一個錐體(見圖)。所謂滾球法，是假設(shè)以一定半徑（根據(jù)建筑物防護等級的不同，100米、60米、45米、30米不等）的球體，沿建筑物的外表面滾動，當(dāng)球體只觸及接閃器和地面，而不觸及需要保護的部位時，該部位就得到接閃器的保護。高度為h的避雷針，其在地面上的保護半徑r=1.5h;在被保護物高度hx的水平面上，其保護半徑rx為當(dāng)hx≥時，rx=(h-hx)P=h0P當(dāng)hx< 時，　rx=(1.5h-2hx)P當(dāng)h≤30m時，P=1當(dāng)30≤h≤120m時，60年代以來，又提出了計算避雷針保護范圍的擊距法，認(rèn)為保護范圍還受雷電流大小的影響。但迄今為止，還沒有一種為各國科學(xué)家和工程師公認(rèn)的、計算保護范圍的完善方法。

據(jù)《后漢書》里，一次當(dāng)時的重要宮殿未央宮和柏梁臺遭雷電發(fā)生火災(zāi)不久，就有一位名叫勇之的方士向漢武帝建議，在宮殿的屋脊上安裝“鴟魚”來防止災(zāi)難。此后兩千年來，我國古建筑的屋脊上大多安裝這一類金屬瓦飾，有的是龍，有的是飛魚和雄雞，它們雖然形狀各異，卻都有尖狀物指向天空，盡管沒有引導(dǎo)線與地面連接，但大雨淋濕的屋檐和墻壁自然起到了連接地面的作用。在避雷針的頂端，形成局部電場集中的空間，以影響雷電先導(dǎo)放電的發(fā)展方向，引導(dǎo)雷電向避雷針放電，再通過接地引下線和接地裝置將雷電流引入大地，從而使被保護物體免遭雷擊。由于這類瓦飾高于建筑物之上，即使是猛烈地落雷，也通常只是擊毀瓦飾而保留建筑物主體。

避雷針傳入英國后，英國人也曾廣泛采用了富蘭克林的尖頭避雷針。但美國獨立爆發(fā)后，富蘭克林的尖頭避雷針在英國人眼中似乎成了將要誕生的美國的象征。這樣，帶電云層與避雷針形成通路，而避雷針又是接地的，避雷針就可以把云層上的電荷導(dǎo)入大地，使其不對高層建筑構(gòu)成危險，保證了它的安全。據(jù)說英國當(dāng)時的國王喬治二世出于反對美國革命的盛怒，曾下令把英國全部后家建筑物上的避雷針的尖頭統(tǒng)統(tǒng)換成圓頭，以示與作為美國象征的尖頭避雷針勢不兩立，這真是避雷針應(yīng)用上一件有趣的事情。

在雷雨天氣，高樓上空出現(xiàn)帶電云層時，避雷針和高樓頂部都被感應(yīng)上大量電荷，由于避雷針針頭是尖的，所以靜電感應(yīng)時，導(dǎo)體總是聚集了較多的電荷。這樣，避雷針就聚集了大部分電荷。避雷針又與這些帶電云層形成了一個電容器，由于它較尖，即這個電容器的兩極板正對面積很小，電容也就很小，也就是說它所能容納的電荷很少。而它又聚集了大部分電荷，所以，當(dāng)云層上電荷較多時，避雷針與云層之間的空氣就很容易被擊穿，成為導(dǎo)體。避雷針剛剛出現(xiàn)在中國時，人們以為它可以避免房屋遭受雷擊，所以稱其為避雷針。這樣，帶電云層與避雷針形成通路，而避雷針又是接地的，避雷針就可以把云層上的電荷導(dǎo)入大地，使其不對高層建筑構(gòu)成危險，保證了它的安全。