Chmury Cumulonimbus tworzą się, gdy ciepłe, obciążone wilgocią powietrze przemieszcza się w górę i jest schładzane, skraplając się w wysoki poziom kropelek wody. Chmury Cumulonimbus mogą osiągać do 10 kilometrów wysokości i przyjmować płaskie - wygląd zewnętrzny z powodu silnych wiatrów na dużych wysokościach. Chmury Cumulonimbus są zarówno wysokie, jak zwykłe chmury cumulus, i powodują opady podobnie jak inne chmury nimbus.
Chmury Cumulonimbus są za jednymi z najcięższych warunków pogodowych na Ziemi. Są również częstymi źródłami wyładowań atmosferycznych, ponieważ są wysokoenergetyczne. Chociaż chmury te są w stanie tworzyć superkomórki i powodują błyskawiczne powodzie i inne katastrofy, rzadko robią to na długo. Te chmury wymagają dużej ilości energii do podtrzymania i są zużyte, powodując ciężką pogodę.
Chmury Cumulonimbus formują się stosunkowo blisko ziemi, przynajmniej na ich dolnej stronie, z powodu dużej ilości ciepła potrzebnego do ich utworzenia oraz natury prądów wstępujących. Wzrost prądu rozpoczyna się, gdy ciepło promieniuje z ziemi w powietrze, ogrzewając je i powodując jego wzrost. Ten ruch powietrza, ze względu na różnice termiczne, jest nie tylko przyczyną cumulonimbusu i innych chmur cumulusowych, ale ostatecznie jest przyczyną większości warunków pogodowych na Ziemi.
