局部放電是指絕緣系統中只有部分區域在電場作用下，該區域的電場強度達到了擊穿場強而發生放電，但尚未擊穿。當電壓施加于絕緣體，其內部或者表面存在的氣泡會先發生放電而其他部分介質繼續保持絕緣，這是最經常造成絕緣體局部放電的原因。產生氣泡的原因很多，如制造過程中產生的殘留氣隙，不同材料組合絕緣由于膨脹系數差異逐漸產生裂縫，高分子材料老化揮發，高場強作用使得電荷不斷注入導體引起注入點氣化，等等。

除氣泡外，絕緣體中存在導電雜質使得雜質邊緣電場集中，也會引起局放。導體表面存在毛刺或導體本身就是針尖狀的，會引起電場集中于針尖狀附近。當電工產品中的某個金屬部件無電連接而成為一個懸浮電位體或導體連接點間接觸不良，會在該處出現很高的電位差，引起局放。除電工設備內部外，電工設備的接頭，如電力電纜的終端和中間接頭，由于場強集中也易引發局放，造成絕緣故障。

局放經常發生在氣隙中，氣體放電的基本放電機理為電子碰撞電離和流注放電兩類。電場作用不斷激發出新的自由電子，這一現場稱為電子崩。電子朝正電極方向發展，碰撞產生的正離子向陰極移動并轟擊陰極表面，使陰極發射出二次電子，這樣就維持了氣隙放電。當電極間距離較大，絕緣中存在長間隙時，光致電離同電子碰撞電離一齊對氣隙放電起作用。電子碰撞電離發生時，當離子和電子的濃度很高時，會產生復合放出光子，光子會激發中性分子繼續電離放出電子，這就產生了二次電子崩。二次電子崩與初次電子崩的匯合迅速擴大了等離子區，當等離子區貫穿兩個電極時，氣隙就會發生放電，這個過程就是流注放電。光致電離的速度快于電子碰撞電離使得流注放電速度比單靠電子碰撞電離引起的放電速度快。