典型的雷暴云是具有强烈上升气流和下沉气流的（积雨）云。这种云垂直伸展较高，如高耸陡山，顶部可呈砧或鬃状；底部较暗，时有悬球状结构。单个积雨云的主体水平尺度在几公里到20公里左右。雷暴云的发展与热气团在不稳定环境中的对流抬升有关。例如，当地表被太阳加热时，部分能量将转移给低层大气并加热地表附近的空气。被加热后的低层暖湿空气密度减小，在不稳定的垂直大气中逐步上升。由于气压随高度降低，因而空气在上升过程中不断膨胀，并将内部的热能转化为势能，从而导致温度下降。如果气团继续上升，冷却的结果将使水汽凝结到漂浮在空气中的固态凝结核上，由此形成了气团内部杂乱无章的小水滴，这就是“云”。由于这种云由液态水滴组成，称为暖云。
空气上升后，云四周较稠密的干冷空气将下沉，从而形成了以环型的上升气流和下沉气流为特征的对流单位体（见图2-1）。上升气团的垂直渗透高度受大气稳定度、周围空气混
<IMG style="FILTER: " src="/kepuweb/upload/oldfile/20059810258359.jpg" align=absMiddle blur(add=´´´true,direction=45,strength=30);"´´´>
合后的稀释度以及摩擦力三个因素的制约。如果对流能够继续进行，则将发展成为几公里厚的旺盛积雨云，并可以大于10 m/s的垂直速度上升。在气流上升过程中，由于各种原因导致水滴增长，所形成的水滴可分为两种类型：一是半径为10~100 µm的小水滴（云滴），它保持悬浮状态，并随气流而上升；另一种是雨滴，它的尺寸较大，并具有等于或大于上升气流（5~10 m/s）的相对下降速度。这些雨滴的半径为0.1~1 mm，有的甚至可达4 mm。每千克空气中一般有0.1~1 g的液态水含量。具有强大上升气流而且发展旺盛的积状云云体和云高不停地增长，直到它们遇到大气中的热稳定层才终止。稳定的平流层常限制了大多数雷暴发展的最终高度。当上升云体遇到稳定层时，其垂直运动往往要发生偏转，并将失去积状云的外貌，而呈现为环型扁平状云顶。
在云中的负温区，大气中另一种冰核开始起作用。水汽在其上凝华或过冷水滴在其上冻结形成冰晶，进而开始了固体的增长过程。没有凝结核和冰核的作用，就不能实现水的相变，在对流层也就不可能形成云。由于云顶温度可达到-50℃，许多降水粒子将变成雪晶的形式。这些晶体从较高的冷区降落到低层暖区的过程中，形状及大小将有所改变，例如它们可以聚集成直径达3 cm大的雪片；如果它们通过相对较暖的云区降落，遇到过冷却的云滴，雪晶可捕获云滴并使其冻结在雪晶的表面上（结凇）。结凇严重的雪晶叫做霰（小冰粒子）。
在云中的0℃高度层以下，冻结粒子开始融化，并降到地面成为雨。假如降落中的雨滴遇到更冷的空气（例如从逆温层降落），它们达到地面时可以成为小冰粒。云中温度高于零度或在负温区只有过冷水滴的云被称为暖云或过冷云；包含固、液两态的云叫做混合云。
一般情况下，雷暴的发展要经过初始发展、成熟和消散三个发展阶段。在初始发展阶段即上述的积云阶段，积云内部为上升气流，且降水开始发生。当上升气流上升到某一高度时，积云不再上浮，这个高度通常在对流层顶附近，大约为10~15 km，这时候雷暴单体达到它的成熟阶段。在这一阶段，被聚集的雨水迅速降落到地面，形成阵雨，并拌随着一股冷的下沉气流。在下沉气流中，雨在云底下方被蒸发而连续冷却，此时的空气比原先上升时的空气更冷。由于单体的上升气流靠暖湿空气而支持，而下沉气流将阻止上升气流的发展，因此雷暴云单体最终将因为这些下沉气流切断了暖湿空气的供应而进入消散阶段。同时，这股冷气流能抬升邻近周围的湿润空气，因而可能触发新的单体形成。这个过程可以重复几次，整个雷暴的寿命可持续1~2个小时（Brooks，1925；Magono，1980）。在这时段内雷暴按所在高度层的高空风向移动16~32 km。
与这三个发展阶段相应的地面天气情况也各不相同。在开始的发展阶段，暖湿气流缓慢地辐合；在成熟阶段降水造成的冷空气下冲形成一条微尺度冷锋，在下沉空气的前沿线上，气温和风发生突然的改变；在消亡阶段，下沉气流的冷堆消散，风也减弱。除了由大尺度锋系（这种锋系一般在常规天气图上可以分析）引起的雷暴以外，地面的情况又逐渐回到雷暴发展前的样子。
通常，人们把水平尺度在25~250 km范围内的上述天气现象和天气系统称为中尺度对流系统（MCS），它介于大尺度（250~2500 km）和小尺度（2.5~25 km）系统之间，特指强风暴等有组织的雷暴或对流系统。强风暴系统常常带来严重的灾害、雷暴、暴雨、大风、龙卷风、冰雹等都与这种系统有关。尤其是在中纬度地区，许多强烈的天气常常是由组织的强对流系统造成的。例如，在热带和亚热带地区年降水量的很大部分是由对流性暴雨造成的。在有些地区，强对流系统甚至是引起最严重灾害的天气现象，如美国中西部在强对流系统中发生的龙卷风是最严重的天气灾害。因而，对强对流系统的研究在灾害性天气的研究中占有很重要的地位。
根据气象观测和卫星资料的统计，每一时刻全球大约发生2000个雷暴。雷暴云的尺度变化很大，小的出现在亚热带区，云中温度可能处处高于0℃，例如典型的暖云。强雹暴的垂直高度可达海拔20 km。尽管雷暴云的高度随地理位置的不同有较大的差异，但一般认为在海拔8~12 km之间。
在典型的雷雨云中，由于有重力场和温度梯度，同时还存在大量的云滴和冰晶等云粒子，它们之间的相互作用，可通过一种或多种起电机制，使得雷暴云内发生电荷分离。一般来讲，雷暴云的上部带正电荷，下部则带负电荷。因而雷暴的电荷结构是典型的电偶极子，偶极子的带电区直径为几公里量级。除了这两个主电荷区外，在雷暴云的底部还可有一个小的正电荷区。对于夏季雷暴，主正电荷区的海拔高度一般为10~16km，而负电荷区的海拔高度为6~10 km。
