Tempestades apresentam raios e trovões. Frequentemente incluem ventos fortes e chuva forte, ocasionalmente acompanhados de granizo. Essas tempestades podem produzir condições climáticas severas, incluindo downbursts, tornados, granizo danoso e inundações. Segundo o "Guia de Segurança contra Tempestades" do USA Today, os EUA experimentam cerca de 100.000 tempestades por ano, mas apenas 10% são severas, com ventos acima de 92,5 km/h e granizo do tamanho de uma moeda de dez centavos ou maior. Uma combinação de condições leva à formação de tempestades.
Segundo o Escritório Climático de Dakota do Norte, massas de ar instáveis podem ocorrer quando níveis inferiores de ar são quentes e úmidos enquanto níveis superiores são mais frios. Como ar quente sobe, o ar mais quente do nível inferior sobe, resfriando e expandindo. Se umidade suficiente estiver presente, parte dela condensará em nuvem, que liberará mais calor e fará a massa de ar subir mais rapidamente. Umidade nos níveis inferiores continua a subir, ultimamente 12.000 a 18.000 metros de altura.
Como um diferencial de calor entre massas de ar inferior e superior é necessário para formação de tempestades, tempestades ocorrem mais frequentemente à tarde depois que o sol aqueceu a terra por longo período. Calor da terra combina com calor adicional gerado pela formação de nuvens enquanto ar quente e úmido sobe. Segundo o Laboratório Nacional de Tempestades, tempestades são comuns sobre a península da Flórida porque altas temperaturas diurnas combinam com ar úmido do Golfo do México e Oceano Atlântico para fornecer a combinação perfeita de condições para produzir tempestades vespertinas. Segundo o Instituto Nacional de Segurança contra Raios, a Flórida lidera a nação em mortes por raios fatais com 126 mortes em um período de 13 anos.
Umidade é necessária na formação de uma tempestade para produzir nuvens. Esse processo gera mais calor, causando uma virada violenta de massas de ar quente e frio. À medida que uma tempestade usa umidade como chuva, eventualmente estabiliza a atmosfera.