La base structurelle des tours de protection contre la foudre en acier d'angle réside dans le choix des matériaux et la forme structurelle. L'acier d'angle, en tant que composant principal, est généralement fabriqué à l'aide de procédés de laminage à chaud, avec une section transversale en forme de L--. Cette géométrie lui confère une résistance élevée à la flexion et une rigidité en torsion. Mécaniquement, la conception des pattes égales ou inégales de la cornière en acier peut optimiser les charges dans différentes directions. Par exemple, l'utilisation d'acier à angle de jambe égal-aux quatre coins de la tour permet de répartir uniformément les charges de vent, tandis que l'utilisation d'acier à angle de jambe inégal-dans les zones de concentration de contraintes localisées peut améliorer la stabilité dans des directions spécifiques. En termes de propriétés physiques des matériaux, les aciers courants tels que le Q235 ou le Q345 possèdent une conductivité et une résistance mécanique suffisantes. Leur limite d'élasticité et leur module élastique déterminent directement la limite de déformation de la tour sous turbulences atmosphériques ou sous l'effet de la foudre.
Le mécanisme de guidage de l’énergie de foudre de cette structure repose sur ses caractéristiques de connexion électrique. Les composants d'angle en acier sont fixés ensemble avec des boulons ou soudés pour former un chemin conducteur continu, et la tour entière constitue un système parafoudre. Lorsque l'intensité du champ électrique entre le nuage d'orage et le sol atteint une valeur critique, le sommet de la tour génère préférentiellement un leader ascendant en raison de l'effet de pointe, qui forme un canal de décharge après avoir contacté le leader descendant. Lorsque le courant traverse la tour, sa distribution est affectée par l’effet de peau. Le courant de foudre à haute -circule principalement le long de la surface de l'acier d'angle, ce qui confère à l'acier d'angle une surface conductrice effective plus grande que l'acier rond. Le système de mise à la terre utilise une combinaison d'électrodes de mise à la terre horizontales radiales et d'électrodes de mise à la terre verticales pour disperser le courant dans le sol profond. La valeur de la résistance de mise à la terre doit généralement être contrôlée en dessous de 10 ohms pour répondre aux spécifications de protection contre la foudre.