พายุฟ้าคะนองเริ่มก่อตัวขึ้นจากก้อนเมฆคิวมูลัสก่อน เมื่อเมฆคิวมูลัสขยายตัวขึ้นและมีกระแสลมแนวตั้งแรงขึ้นก็จะขยายตัวสูงใหญ่เป็นเมฆคิวมูโลนิมบัส ซึ่งเป็นเมฆของพายุฟ้าคะนอง การเกิดเมฆพายุฟ้าคะนองต้องเกิดขึ้นในบรรยากาศ ซึ่งมีอัตราเปลี่ยนของอุณหภูมิของอากาศชื้น หรือตามเงื่อนไขดังต่อไปนี้
- อากาศร้อนและมีความชื้นมาก
- อากาศมีค่าอัตราเปลี่ยนของอุณหภูมิอยู่ระหว่างอัตราเปลี่ยนเอเดียแบติคของอากาศแห้ง และอัตราเปลี่ยนอิ่มตัว ซึ่งเรียกว่า "การไร้เสถียรภาพแบบเงื่อนไข" (ดูเรื่อง อัตราเปลี่ยนของอุณหภูมิตามความสูง)
- มีกลจักรซึ่งทำให้อากาศลอยตัวขึ้น เช่น อุณหภูมิสูงที่พื้นดินหรืออากาศเคลื่อนตัวสูงขึ้นเมื่อพัดผ่านภูเขา (ดูเรื่อง กระแสลมตามแนวตั้ง)ระยะของการเกิดพายุฟ้าคะนองอาจจะแบ่งออกได้เป็น ๓ ขั้นดังนี้