强对流其实是空气强烈的垂直运动而导致出的天气现象。最典型的就是夏季午后的强对流天气：白天地面不断吸收太阳发出的短波辐射，温度上升，并且放出长波辐射加热大气。当近地面的空气从地球表面接受到足够的热量，就会膨胀，密度减小，这时大气处于不稳定的状态。这就像水缸里的油和水一样，当密度较小的油处于水缸底部，而水处于上部时，一定会产生强烈的上升运动，最终油会浮到水面上。
同理，近地面较热的空气在浮力作用下上升，并形成一个上升的湿热空气流。当上升到一定高度时，由于气温下降，空气中包含的水蒸气就会凝结成水滴。当水滴下降时，又被更强烈的上升气流携升，如此反复不断，小水点开始积集成大水滴，直至高空气流无力支持其重量，最后下降成雨。这也是为什么夏天雷雨不像春雨那样细雨绵绵，水滴较大的原因。
当然各类强对流天气形成的物理过程是不完全相同的，这与下垫面的动力和热力作用的影响有很大的关系。而且强对流天气是以大尺度天气系统为背景，大尺度天气系统影响或决定着中小尺度天气系统的生成、发展和移动过程。比如说梅雨期间，大范围的冷暖空气交汇形成梅雨锋雨带，如果配合上地形等有利条件就会在局部地区产生暴雨。
