Wolken maken deel uit van de watercyclus van de aarde. Van nature gevormd door de afkoeling van waterdamp in de atmosfeer van de aarde, bestaan wolken uit miljarden waterdeeltjes. Wolken nemen vele vormen en vormen aan, afhankelijk van lokale weersystemen en lokaal terrein. Enkele van de meest voorkomende soorten wolken zijn cirrus, cumulus en stratus.
Het licht van de zon valt op het aardoppervlak. Een groot deel van de zonnestraling wordt door de grond geabsorbeerd en warmt deze geleidelijk op.
Constante warmte die het aardoppervlak bereikt, zorgt ervoor dat de lucht opwarmt. De verwarmde lucht wordt lichter, waardoor deze boven de koelere lucht uitstijgt die erboven ligt. Dit proces wordt convectie genoemd.
Opstijgende hete lucht wordt verder omhoog geduwd door wind die over terreinen zoals bergen waait, of over kliffen vanaf de zee naar het land. Dit proces wordt orografische opheffing genoemd. Natte gebieden zijn over het algemeen te vinden in de buurt van hoge terreinkenmerken, omdat de lucht rond deze gebieden sneller afkoelt.
Lucht wordt ook gedwongen op te stijgen aan een weerfront. Dit komt door de verschillende luchtmassa's van de twee weerfronten. Bij koufronten wordt koude lucht onder warme lucht geduwd, waardoor deze naar boven wordt geduwd en bij een warmtefront wordt warme vochtige lucht omhoog en over de koude lucht gestuwd. Dit proces wordt convergentie of frontaal optillen genoemd.
Wolken beginnen zich te ontwikkelen in elke luchtmassa die verzadigd raakt. Het verzadigingspunt wordt bereikt wanneer de lucht het vriespunt bereikt. Op dit punt koelt de lucht geleidelijk af, waardoor deze niet verder kan stijgen. Waterdampmoleculen in de lucht beginnen samen te klonteren.
Waterdamp condenseert om wolkendruppels of ijskristallen te vormen. Dit kan op verschillende hoogtes, waardoor er verschillende cloudsystemen ontstaan. Wolken bevatten miljoenen druppels water of ijs, afhankelijk van de temperatuur, die in de lucht zweven.