闪电定位仪主要通过探测闪电产生的电磁信号来确定其位置，核心原理分为三大类，目前主流是将不同方法结合以提升精度。
1. 时差法（Time Difference of Arrival, TDOA）
这是应用最广泛的原理之一，需要至少 3 个接收站组成探测网。
闪电发生时会辐射出电磁信号，该信号以光速传播。
不同位置的接收站会先后接收到这个信号，产生时间差。
系统通过计算信号到达各站的时间差，结合各站的坐标，用几何方法交汇出闪电的具体位置。
2. 磁定向法（Magnetic Direction Finding, MDF）
该方法仅需 1 个接收站即可工作，主要确定闪电的方位角。
闪电产生的磁场会在地面形成水平分量，接收站的磁环天线能捕捉这一磁场变化。
通过测量磁场两个水平分量的比值，计算出闪电相对于接收站的方位角（即 “方向”）。
缺点是无法确定闪电的距离，通常需要与其他方法结合使用。
3. 时差测向混合法
为平衡定位精度和探测网成本，多数系统会采用这种混合方案。
当探测网中接收站数量较少时，先通过磁定向法确定闪电的大致方位。
再结合部分站点间的信号时间差，进一步缩小范围，最终确定位置。
这种方法既能避免单站测向的距离盲区，又能降低多站时差法的建设成本。