《球状闪电》讲了一个什么样的故事？
陈生日那晚，目睹父母被球状闪电变为灰烬，大学决定修读大气相关专业。其间的导师张彬总是有意无意的诱导他远离这一领域，小陈也认为张彬是个混日子的导师。博士时期换了导师做了相关理论研究，建立了一个数学模型。
后来偶然上了位于泰山的气象站，得知了曾经的导师张彬青年时期立志要解开球状闪电的秘密，跟现在的他判若两人。小陈找到导师谈起这件事，才知道这是一场无望的坚守。导师的恋人研究球状闪电而丧生。导师耗费数年也毫无突破的希望。甚至陈博士时期建立的数学模型，张彬也早在数年前建立了不少比陈更精确的模型，可惜这些终究只能是数学模型。
陈博士因为博士导师的推荐，去新概念武器研究所工作，在那里再次邂逅在泰山偶遇的林云少校。林云少校对陈的研究很感兴趣，认为球状闪电能作于武器研究。林云对陈介绍了她研究出的几种武器，均看上去精美但是却十分致命，陈感到有些不适。林云似乎对武器有种别样的迷恋。
在和林云寻找理论突破的过程中，他们被前苏联科学家带往西伯利亚，在那里，陈体会到了比张彬当年更加强烈的无望。苏联那时用了巨大的人力物力，仍然找不出稳定制造球状闪电的条件，数十年的时光之后只能无奈放弃。陈想无奈放弃，回国后，被林云的男友带出去散心勉励，却无意间意识到球状闪电可能是本来就存在自然界之中，只是由于某种条件而激发。
陈回去之后告诉林云他的想法，同于遇见了林云的父亲，技术出身的林峰将军。林峰将军在给出他们相关实验建议后，私下里希望陈帮忙监控下林云的思想动态。
球状闪电成功激发，同时这也意味着具体的理论研究需要理论物理学家的帮助。这时书中的天才丁仪成功用宏电子理论进行解释，几代人的希望终于解决。球状闪电开始实用化研究。为了对付挟持孩子要炸毁核电厂的极端组织，林云使用球状闪电武器，陈因为内心的谴责而退出，转而基于为寻找宏电子而制造的系统进行民用研究避免极端天气对人类社会的影响。该研究成功走出国门并被外国研究者成功用于摧毁龙卷风。
不久战争爆发，陈曾经开发的系统被美国用于制造飓风摧毁航空母舰，林云男友丧生。林云用球状闪电对付美国航空母舰，却因对方采取反制措施而失败。期间张彬过世，按遗愿被球状闪电火化。在张彬墓碑之上，张彬恋人以量子态文字讲述了相关理论，丁仪因为也差不多思考到这里而坚定提出了宏原子，宏聚变相关理论。林云不惜一切进行宏聚变而化为量子态。
林云因为母亲死于越战中的杀人蜂而病态的迷恋武器。后来一个偶然的机会林云认识了前苏联的武器专家。两人结成友谊。无意中林云发现该专家正是致林母死亡的杀人蜂研究者。武器专家后面对林云讲述她的人生，同时告诫林云，为了国家安全，就得比敌人先一步研发出先进武器。这几乎成了林云一生行动的指南。
因为宏巨变的巨大后果结束了战争。陈的生活步入正轨。化为量子态的林云出现在陈家中，赠送了一枝量子玫瑰。