虽然云看起来似乎是固体，实际上它只是水的微滴、冰晶或者两者的混合物的集合体。从古以来人们注意到天空里的云千姿百态，看到云不停地形成和消失。诗人和艺术家用诗和画表现云的美丽。农民、水手，以及其他依靠天气维持生活和生计的人，却只是传统地凭借有关天气的经验预测风暴的到来。
云是空气里的水分经过自然加工形成的。空气不断地从蒸发补充水分。陆地和覆盖地球表面71%的水体里的水分子，以气体或者水汽的形态逃逸进大气，这就是蒸发现象。反过来，从云形成的雨或雪降落地面又补充了因为蒸发而丧失的地表水，完成一个循环。空气保持水汽的量的多少取决于空气的温度。空气越冷，它保持的水分越少。
空气冷却到一定程度，部分水汽凝结成为可以看见的一团微滴。水汽的凝结成为微滴，有赖于大气中存在的微小的粒子。这种微小的粒子称为凝结核，它的最普遍的来源是海浪飞沫里的盐粒，以及火焰、燃烧的流星和火山喷出物里的粒子。清洁的海洋空气每立方厘米可能含有的粒子还不到100万，而一个工业城市上空，空气里每立方厘米里的粒子可能超出100万，如果水汽凝结成为微滴的过程发生在地上，例如在草上或者花上，这就是露。如果发生在靠近地面的地方，这就是雾或者霭。如果发生在天空，这就是云。
上升的空气逐渐变冷，所以当湿润的空气被迫升高，例如风从山下往山上吹的时候，就有可能形成云。因此，山地迎风面比背风面的云多些，降水量也大些。当地面强烈受热的时候，空气也被迫上升。正是因为这个缘故，赤道上或者邻近赤道的地区，每天最热的那段时间几乎总是多云天气。