Die isolierende Eigenschaft eines Materials kann ab einer bestimmten, anliegenden Spannungshöhe verloren gehen. Durch den Isolator kann ab jener Spannungshöhe Strom fließen (Durchschlag), welche höher, als die so genannte Durchschlagsfestigkeit oder der Abstand zwischen den Elektroden zu niedrig ist.
Die Durchschlagsfestigkeit bezeichnet das maximal erträgliche, elektrische Feld, welches für ein bestimmtes Material noch erträglich ist, ohne dass es zu einem Durchschlag kommt. Die Durchschlagsfestigkeit wird in Relation von kV zu mm angeben und richtet sich nach einem homogenen elektrischen Feld.
Geschieht ein Durchschlag, verursacht er oft einen Lichtbogen (mit ultravioletter Strahlung) und Schalldruck, und das um so stärker, je höher die Durchschlagsfestigkeit des Isolators ist, welche von der Spannung überwunden werden musst.
Bei gasförmigen Stoffen spricht man auch von einem elektrischen Überschlag, welcher auf der Erde täglich zu als Blitzschlag zu beobachten ist.
Befindet sich zwischen zwei Elektroden keine Isolator (ein Vakuum), dann geht der Durchschlag immer von den Elektroden selbst aus, d.h., die Durchschlagsfestigkeit bestimmt sich aus dem Material der Elektroden.
Für den Durchschlag ist die Stärke der Kraft, welche sich aus der elektrischen Feldstärke und der Spannung ergibt von Bedeutung.
Diese Kraft F zerrt an den Elektronen und Protonen eines Atoms. Wird diese Kraft zu hoch, werden Elektroden förmlich aus dem Atomverband gerissen und es kommt zu einer Ionisierung des betroffenen Stoffs. Gewöhnlicherweise wird das betroffene Material beim Durchschlag irreversibel beschädigt.
Die Durchschlagsfestigkeit kann auch innerhalb des Bezeichnungsspielraums eines Materials etwas variieren, denn sie ist auch von der genauen Zusammensetzung des Stoffs abhängig. Daher sind Durschlagsfestigkeitsgrenzen oft Mittelwerte.
Die bodennahe Luft hat beispielsweise im Mittel eine Durchschlagsfestigkeit von 2,4 kV/mm, Glas ab 10 kV/mm bis [Quarzglas] 40 kV/mm. Das Material Polyethylenterephthalat hat eine Durchschlagsfestigkeit von bis zu 500 kV/mm.