Широко известен опыт Франклина по выяснению электрической природы молнии. В 1750 он опубликовал работу, в которой предложил провести эксперимент с использованием воздушного змея, запущенного в грозу. Такой опыт был проведён 10 мая 1752 французским учёным Томасом-Франсуа Далибардом . Не зная об опыте Далибарда, Франклин провёл свой собственный эксперимент с воздушным змеем 10 июня в Филадельфии. Опыт Франклина был описан в работе Джозефа Пристли «История и теперешнее состояние электричества» 1767 года. Пристли говорит о том, что Франклин был изолирован в процессе эксперимента, чтобы избежать создания смертельно опасного контура протекания тока (некоторые исследователи погибли во время проведения подобных экспериментов: в 1753 году при исследовании атмосферного электричества незаземлённым прибором погиб российский учёный Георг Рихман). В своих записях Франклин говорит о том, что знал об опасности и нашёл альтернативный путь демонстрации электрической природы молнии, о чём говорит использование им заземления. Распространённая версия проведения опыта гласит о том, что Франклин не стал дожидаться, когда молния ударит в запущенного змея (это было бы смертельно опасно). Вместо этого он запустил змея в грозовое облако и обнаружил, что змей собирает электрический заряд.