Для перехода водяного пара в жидкость (конденсация) или в твердое состояние (кристаллизация) необходимо прежде всего пересыщение воздуха. Вместе с тем оказывается, что одного пересыщения недостаточно. Оно может выйти далеко за пределы 100% относительной влажности, но конденсация не начнется до тех пор, пока в воздухе не будет так называемых ядер конденсации, т. е. твердых, жидких или газообразных частиц, облегчающих конденсацию в силу своей гигроскопичности, т. е. способности притягивать молекулы водяного пара. К ядрам конденсации относятся, например, серный ангидрид (S03), частички морской соли, пылинки и особенно продукты сгорания.
Насыщение воздуха водяным паром (т. е. необходимая предпосылка для процессов конденсации и кристаллизации) в природе достигается почти исключительно одним путем: понижением, температуры воздуха. Следовательно, конденсация водяного пара может иметь место, когда воздух прикасается к холодной поверхности, либо охлаждается излучением, либо когда смешиваются различно нагретые насыщенные массы воздуха, либо, наконец, при расширении воздуха в связи с его поднятием (адиабатическое охлаждение).
Последний способ — самый эффективный: в конденсации водяного пара и его кристаллизации, а, стало быть, и в образовании атмосферных осадков наибольшую роль играют восходящие движения воздушных масс, сопровождаемые адиабатическим охлаждением, что и приводит воздушные массы к состоянию насыщения, а затем и пересыщения.