Конденсация и сублимация влаги в свободной атмосфере дает облака. На ядрах конденсации возникают первичные очень мелкие облачные капли. Обычно они сразу же замерзают и становятся ядрами дальнейшего роста капель как путем конденсации, так и коагуляции — взаимного слияния. Это происходит при температуре на 10—15о ниже УС.
Каждое облако представляет собой быстро изменяющееся образование: в одних его частях капельки испаряются и облако «тает», в других образуются новые облачные массы. Они могут состоять из капель воды, кристаллов льда и быть смешанными. Поэтому и облака различают водяные, ледяные и смешанные. Даже наиболее мощные облачные массы содержат воды немного до 5 г/м3.
В зависимости от характера вертикальных движений воздуха, высоты его подъема, времени года, объема испарения и других причин облака могут быть весьма разнообразными. По международной классификации облачность делится на ярусы (нижний — 2 км и ниже, средний — от 2 до 6 км и верхний — выше 6 км), в пределах которых выделяются формы, виды и разновидности облаков.
При быстром подъеме воздуха в термической конвекции образуются кучевые и мощные кучево-дождевые и грозовые облака. Они пронизывают все ярусы до верхней тропосферы: на каждом высотном уровне при образовании облака выделяется скрытая теплота парообразования, обеспечивающая непрерывность восходящих токов.
Наиболее обширная группа облаков образуется при восходящих движениях больших воздушных масс на атмосферных фронтах. Эти облака весьма разнообразны по генезису и форме, распространяются на большие площади и пронизывают все ярусы по вертикали до 10 км.
На холодном фронте образуется тоже сложная облачная система, но начинается она мощными кучево-дождевыми и заканчивается перисто-слоистыми облаками.
Наконец, мощные облачные массы возникают при вынужденном подъеме воздушных масс по склонам гор.
Так как образование облаков связано с восходящими токами, то очевидно, что в распределении облачности по земному шару прослеживаются закономерности, обусловленные циркуляцией атмосферы.