Le nubi sono composte da gocce d'acqua e da aghetti di ghiaccio di piccolissime dimensioni. Se la temperatura del cielo raggiunge i - 40 ° C, gli aghetti di ghiaccio tendono ad ingrossarsi a spese delle goccioline d'acqua. Quando diventano sufficientemente pesanti, i cristalli precipitano verso terra. Tutto questo accade solo quando la nube si trova in una regione dove la temperatura è sufficientemente bassa, cosa che nella troposfera avviene spesso in autunno, inverno e primavera. In estate, invece, ciò accade soltanto se le nubi si trovano ad altitudini superiori ai 3.000 metri.
Quando il suolo e l'aria più vicina alla superficie hanno temperature molto basse, l'acqua può arrivare a terra in forma di neve. Viceversa, se la temperatura è troppo alta, come accade nelle regioni desertiche, l'acqua finisce per evaporare prima di giungere sul terreno. In alcuni casi la pioggia si produce anche a temperature più alte dei - 40° C. Infatti, in condizioni particolari - ad esempio, in presenza di elettricità nella nube - le goccioline tendono ad urtarsi e ad aggregarsi in gocce più grandi, che a loro volta inglobano altre goccioline e si sviluppano fino a staccarsi dalla nuvola. Questo tipo di pioggia è caratteristico delle zone tropicali.
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