Mint korábban említettük, a villámvédelmi eszközök már az ókorban is léteztek; az épületek mindkét oldalán láthatók voltak, esztétikai és gyakorlati célokat egyaránt szolgálva. Manapság a fémrudak-villámhárítóként- általában háztetőkön, gyárépületeken, rakétakilövő helyeken és műholdantennákon találhatók; használatuk 1769 óta terjedt el világszerte.
A tudósok úgy vélik, hogy amikor egy villámhárító érzékeli a zivatarfelhő jelenlétét, kisülési folyamatot indít el; a villám által hordozott elektromos töltés semlegesítésével a veszély megszűnik. Mások azzal érvelnek, hogy a villámhárító úgy működik, hogy magához vonzza a villámáramot, és az égből levezeti a földre. Bár az elméletek eltérőek, a megfelelő villámvédelmi módszer meghatározása elengedhetetlen a villámcsapások hatékony megelőzéséhez.
A kísérletek azt mutatják, hogy a vihar során a villámhárítón keresztül felszabaduló áram minimális -gyakran csak néhány mikroamper-, míg egy tipikus villámcsapás 25 coulombos töltést jelent. Ez azt jelenti, hogy több száz vagy akár több ezer villámhárítóra lenne szükség, amelyek fél óra leforgása alatt működnek, hogy egyetlen szabványos villámcsapás energiáját lemerítsék. Így a vihar során a villámhárító által kibocsátott áram meglehetősen korlátozott; ehelyett jeladóként működik, magához vonzza a villámokat, és az áramot a földbe vezeti, hogy megakadályozza az épület károsodását.
A villámvédelmi rendszer három fő összetevőből áll: egy levegőkivezetésből (maga a villámhárító), egy levezető vezetékből és egy földelő elektródából. A villámhárító légkivezetésként szolgál, és a villámot a fémvezetőhöz vonzza. Az áram ezután a levezetőn keresztül a földelő elektródához kerül, hatékonyan szabályozva a villám útját. A földelő elektróda a föld alá van temetve, és nem látható; az áramot a földbe oszlatja, ahol a töltést semlegesíti.
A villámhárítók nyújtják a leghatékonyabb védelmet az épületek számára. Ahogy a mondás tartja: "Hideg van a tetején"; a sokemeletes épületeket könnyen eléri- a villámcsapás, és ezek a legsebezhetőbbek a becsapásokkal szemben. A felmérések azt mutatják, hogy az alacsony-emeletes épületek és{4}}egyemeletes házak kisebb eséllyel ütődnek meg, bár a kockázat nem teljesen hiányzik. Ezért célszerű minden épületre villámvédelmi rendszert telepíteni. A villámvédelmi berendezéseket magának az épületnek a magasságát meghaladó magasságban kell elhelyezni, és minden csatlakozásnak biztonságosnak kell lennie; a beépítéshez elektromos vagy gázhegesztés szükséges a szerkezet optimális védelme érdekében. A telepítés során fellépő hibák könnyen lehetővé tehetik az áram más területekre való elterelését, ami súlyos károkat okozhat.