Chmury powstają w wyniku parowania i kondensacji wody. Gdy cząsteczki wody zmieniają się między parą, cieczą i ciałem stałym, poruszają się w powietrzu. Gdy niewielka ilość powietrza chłodzi się bardzo szybko i osiąga nasycenie, woda może się skondensować i stać się chmurą.
Kilka czynników może utworzyć chmurę. Na przykład, teren może przesuwać cząsteczki wody w górę do chłodnego powietrza, znanego jako podnoszenie orograficzne, lub para może wchodzić w zimny przód. Inną przyczyną tworzenia się chmur jest parowanie wody na coś. Kiedy para wodna przylgnie do czegoś, może zmienić się w stan ciekły lub stały. Para wodna może przylgnąć do wielu cząstek, które nazywane są jądrami kondensacji lub jąder marznących.
Cząstki pyłu, sadzy z pożarów i cząstek soli morskiej mogą służyć jako jądra kondensacji, a kropelki wody lub kryształy lodu zaczną formować się wokół nich, szybko stają się zimne i stają się chmurami. Nawet niektóre bakterie roślinne mogą być centralnym punktem powstawania chmur.
Chmura to w zasadzie tylko duża ilość skrystalizowanych cząsteczek wody i kropelek wody. Różne kształty, rozmiary i inne cechy chmury zależą od warunków, w których zostały opracowane. Czynniki wpływające na powstawanie chmur obejmują wilgotność, temperaturę i wysokość.
