Kamuolinis žaibas yra itin retas ir menkai suprantamas atmosferos reiškinys, lydintis elektros audras. Jis pasireiškia kaip žaižaruojantis maždaug krepšinio kamuolio dydžio, bet kartais toks mažas kaip golfo kamuoliukas arba didelis kaip mažas automobilis. Jis sklando ore nuo kelių sekundžių iki kelių minučių, vidutiniškai 25 sekundes, tada dingsta arba tyliai, arba su garsiu trenksmu. Kai kurie mokslininkai tyrinėjo šį žaibą daugiau nei 20 metų ir vis dar nėra tikri, kad jis iš tikrųjų egzistuoja.
Šis reiškinys yra toks retas, kad net neegzistuoja nė vienas moksliškai patvirtintas vaizdo įrašas, nors dauguma mokslininkų pripažįsta jo egzistavimą, nes pranešimai apie jį tęsiasi iki senovės Graikijos. Taip pat pritaria ir tai, kad dauguma mokslininkų turimų ataskaitų pasakoja gana nuoseklią istoriją, o ne dramatiškai skiriasi, kaip būtų galima tikėtis, jei tokia žaibo forma būtų tik klaidingas įprastesnių atmosferos reiškinių nustatymas. Kai informacija per daug skiriasi nuo dažniausiai pateikiamų ataskaitų, tikėtina, kad tai klaidinga identifikacija, noras ar sukčiavimas. Vis dėlto tikėtina, kad vadinamasis kamuolinis žaibas yra tik teigiamas vaizdas, likęs akyje po žaibo blyksnio.
1960 m. laikraštis atliko neoficialią apklausą ir nustatė, kad 5% respondentų teigė matę kamuolinį žaibą, nors tikrasis skaičius tikriausiai yra daug mažesnis. Jei santykinai daug žmonių tikrai reguliariai matytų tokio tipo žaibus, greičiausiai būtų galima jį nufilmuoti. Nepaisant to, pranešimų ir toliau gaunama, o kartais jis laikomas NSO – neatpažintu skraidančiu objektu – kažkuo danguje, kurio neįmanoma lengvai atpažinti.
Šiuo metu vyraujanti fizikinė kamuolinio žaibo teorija yra atmosferos maserio teorija. Dideli įkrautų vandens molekulių debesys dėl elektrinio aktyvumo patenka į sužadinimo būseną, trumpam sukeldami šviesos stiprinimą skatinamos spinduliuotės arba lazerio efekto dėka. Tačiau prieš patvirtinant tai kaip tikrąją priežastį, ji pirmiausia turi būti pakartota laboratorijoje, o tai dar neįvyko. Gali ateiti diena, kai mokslininkai gali būti tikri, kad šis žaibas yra tikras reiškinys, bet entuziastų deja, tos dienos dar nėra.