Aliran sungai Catatumbo melewati rawa-rawa yang sangat besar dan sangat banyak mengandung bahanbahan organik yang telah membusuk.
Proses pembusukan tersebut menghasilkan sebuah awan gas seperti metana yaitu gas khas rawa-rawa yang terionisasi. Awan gas akan terbawa naik ke atmosfer dan akan bertabrakan dengan angin kencang yang berasal dari pegunungan Andes.
Tabrakan ant ara awan gas dan ang in kencang akan menimbulkan bertemunya dua keadaan yang berbeda dan menghasilkan petir yang saling melompat dari satu awan ke awan lainnya. Petir-petir tersebut akan terkesan bersahutan akibat banyak nya awan yang terbentuk dari gas metana dan petir yang muncul seperti sebuah hujan yang tiada henti.
Petir Catatumbo menjadikan fenomena petir yang terus menyambar dengan intensitas yang sangat tinggi hingga mencapai 400.000 lebih sambaran dalam setahun. Tercatat petir yang ada di sungai Catatumbo rata-rata menyambar selama 10 jam dalam sehari, dalam satu jam petir akan menyambar kurang lebih sebanyak 3600 kali sambaran. Bahkan petir Catatumbo dapat muncul walau cuaca sedang cerah.
Keunikan petir Catatumbo dalam setahun petir tersebut akan menyambar 140 hingga 160 hari dari total 365 hari dalam setahun. Petir ini menyambar dengan ketinggian hingga mencapai lima kilometer. Petir Catatumbo merupakan penghasil ozon dengan persentase tertinggi di dunia, petir ini juga menghasilkan sekitar 1.176.000 kilo watt listrik di atmosfer.
Dengan menghasilkan petir yang menyambar t iap waktu, penduduk setempat menamakan fenomena petir Catatumbo sebagai mercusuar Maracaibo, yaitu dijadikan sebagai navigasi alami bagi para pelaut yang hendak berlabuh saat malam hari.
