大气中水汽的含量称为湿度。在定温下，水汽含量超过饱和蒸汽压便会开始凝结。饱和水汽压和空气温度、压力有关，饱和水汽压随高度上升而递减。因此，当潮湿空气所处位置温度较低时，便容易饱和，此时水分子就会聚集在空气中的微尘(凝结核)周围，当大气中的水汽达到饱和蒸汽压时，便会形成云。
在地球上，水汽能达到饱和通常肇于两种原因：空气的冷却和水汽的增加。当云的密度超过空气浮力时，有些云会落至地面，形成降水;幡状云则不会形成降水，因为所有液态水在到达地表前就先被蒸发了。
云是地球上水循环和能量的最好例子。太阳辐射电磁波至地表，提供热能使地表水蒸发形成水蒸气;最后，云再借由降水的方式释放潜热并将水回归至地表。
高空中的云大多是小冰晶，通常温度高于0℃，然后多余的水蒸气液化成小水滴;如果温度低于0;℃，然后多余的水蒸气凝结成华为的小冰晶。当这些小水滴和小冰晶逐渐增多，达到人眼能识别的程度时，就成了我们常说的云状态。
如果云中有很多水蒸气，小水滴不断碰撞形成大水滴，它们自身的重量会使它们无法漂浮在空气中，从而形成雨滴落下。这就是降雨现象的原因。因此，从本质上讲，云可以落在地上;在大雨中，一些积雨的云可以在某些时候粘在地上。