Водяна пара, осідаючи на частинці в повітрі, перетворюється на краплі або кристали льоду, які, збираючись разом, і утворюють хмару. Найчастіше це відбувається, коли гаряче повітря піднімається від землі і вгорі — в атмосфері — зустрічає холодне. Схоже на хмару явище можна спостерігати і біля поверхні землі.
Хмари з'являються, коли повітря охолоджується до точки роси, температури, при якій повітря вже не справляється з водяною парою, що міститься в ньому. При цій температурі водяна пара конденсується і формує крапельки рідкої води, які ми бачимо, як хмара.
Теплі потоки повітря зупиняють частинки води, уповільнюють їхнє падіння і навіть підкидають угору. Це і є головна причина, чому хмари не падають на землю. Краплі води тримаються в небесному просторі через особливості навколишнього повітряного середовища.
Як і тумани, хмари виникають в результаті конденсації водяної пари в рідкий та твердий стан. Конденсація відбувається або внаслідок збільшення абсолютної вологості повітря, або внаслідок зниження температури повітря. На практиці в освіті хмар беруть участь обидва фактори.