Hızla yükselen ılık hava, atmosferin daha yüksek kısımlarına nemi getirdiğinde fırtınalar oluşur, daha sonra su buharı soğutulur ve Dünya'ya yağmur gibi düşen damlacıklara yoğunlaşır. Sıcak hava yükselmesi süreci denir. hava basıncı ve sıcaklıktaki ani değişiklikler nedeniyle gezegenin yüzeyinin üzerindeki atmosfer kararsız olduğunda meydana gelen konveksiyon.
Fırtınalar üç temel yoldan biriyle yaratılır. Sıcak hava bir dağın ya da tepenin yanına koşarken orografik fırtınalar oluşur ve nem, soğuduğu atmosferde devam eder. Hava kütleli fırtınalar, dengesiz havanın yerel bölgelerinde meydana gelir. Frontal gök gürültülü fırtınalar, sıcak hava ile soğuk cepheler arasındaki atmosferi geniş alanların üzerinde dengesizleştiren sınırlardan kaynaklanmaktadır.
Supercell fırtınaları, atmosferin daha düşük seviyelerinde çok güçlü, ılık sıcak hava ve hızlı, soğuk hava sirkülasyonu gerektirir. Su yoğunlaştığında ısı enerjisini buluta bırakır ve bu ılık ısı soğuma için tekrar üstyapı boyunca yükselir. Bu gizli ısı, buluttaki sabit sıcaklık nedeniyle saatlerce süper hücreli fırtınaları besler.
Sonunda gök gürültüsü suları doygun hale gelir ve nem yağmur gibi yere düşer. Ulusal Hava Durumu Servisi, herhangi bir zamanda Dünya'da meydana gelen 2000 kadar fırtına olduğunu açıklar. Dünya çapında, yılda yaklaşık 16 milyon fırtına meydana geliyor. ABD'de her yıl yaklaşık 100.000 fırtına cereyan etmektedir ve bunların yüzde 10'u şiddetli seviyelere ulaşmaktadır.
