Un núvol és un volum d'aire que es fa visible perquè conté moltes i minúscules partícules d'aigua, cristalls de gel, gotetes d'aigua congelada o una combinació d'aquests elements; al voltant de 1000 partícules per centímetre cúbic. Els núvols es formaran quan el vapor d'aigua contingut en l'aire canviï d'estat i passi a ser líquid o sòlid, ja que en estat gasós és transparent.

Quan una massa d'aire s'eleva i es refreda perd capacitat per retenir aigua. I si arriba a saturar-se, el vapor d'aigua contingut en l'aire es condensarà i formarà gotetes d'aigua sempre que la temperatura sigui positiva, i se sublimarà, passant de vapor d'aigua a cristalls de gel, si la temperatura és inferior als 0ºC . Aquest punt, quan l'aire se satura, rep el nom de temperatura de punt de rosada.

En condicions normals, la temperatura baixa de manera gradual amb l'alçada. Generalment els núvols formats a nivells alts de la troposfera (capa més baixa de l'atmosfera on tenen lloc els fenòmens meteorològics) estan compostos per cristalls de gel i gotes d'aigua congelada, mentre que els núvols formats en nivells baixos acostumen a estar formats per gotes d'aigua. A nivells mitjos els núvols poden estar formats per una barreja de gotes d'aigua i cristalls de gel.

Els processos de condensació i sublimació es realitzen sobre partícules sòlides microscòpiques, anomenades nuclis de condensació, que estan suspeses en l'aire. Les variacions de temperatura permeten el canvi d'estat dels diversos estats de l'aigua, i fan que es condeni, sublimi, congeli i descongeli. L'estat de les partícules pot variar constantment en relació a la temperatura a què es trobin en cada moment, ja que no estan estàtiques dins del núvol, sinó que estan sotmeses a constants moviments verticals.La saturació de l'aire es pot produir per dos mecanismes: bé perquè baixi la temperatura de l'aire en un punt fins a un valor que no pugui contenir la humitat que tenia, o bé perquè es produeixi un ascens de la massa d'aire i en trobar en alçada valors més baixos se saturi el vapor d'aigua que contenia la massa d'aire que s'eleva.

La diferent composició dels núvols, ja sigui de partícules líquides o sòlides, els moviments verticals de l'aire i unes determinades condicions atmosfèriques, fan que aquests puguin ser molt diferents els uns dels altres. Es poden classificar per diferents criteris:

Per la constitució física els núvols seran líquids, de cristalls de gel o aigua gelada i mixtos, essent un factor determinant la temperatura.

Per la seva evolució poden ser locals o emigrants. Els primers, des que apareixen fins que es dissipen, tenen lloc en el mateix punt estacionari sobre la superfície de la Terra , com és el cas dels núvols d'evolució típicament estiuencs. En canvi, els emigrants es formen, evolucionen i es dissipen en moviment, seria el cas de núvols associats a sistemes frontals.

Per la dimensió poden ser o bé verticals (anomenats cumuliformes), o bé els que tenen una major extensió horitzontal (anomenats estratiformes).

Per l' altitud poden ser baixos, mitjos o alts, que és la classificació més acceptada (l' Atles Internacional de Núvols es basa en aquest criteri).

Entenem per núvols baixos els que es formen a baixa altura, per sota dels 2000 metres, encara que es poden diferenciar els que estan exclusivament per sota d'aquesta alçada i que generalment estaran formats per gotes d'aigua, i els que poden ascendir a nivells superiors, el contingut dels quals tant podrà ser líquid com sòlid i la seva coloració serà de color gris fosc. Els gèneres dels núvols més baixos són els següents:

Estratus: Són núvols baixos que no tenen desenvolupament vertical. Formen una capa molt uniforme, semblant a una boira però sense tocar al terra. Sovintegen de matinada i a primera hora del matí causats per la saturació de l'aire gràcies al refredament nocturn.

Estratocúmulus: Són núvols molt habituals i de gran extensió que poden cobrir el cel i ja presenten un cert desenvolupament vertical. Si són molt foscos, indica que estan molt estratificats en diverses capes i podensemblar amenaçadors. Generalment no acostumen a deixar precipitació, tot i que no es descarta que els més desenvolupats puguin deixar plugims inapreciables.

Nimbostratus: Núvols molt complexos, formats per una capa baixa, de color gris fosc força uniforme. És el tipus de núvol que dóna una precipitació contínua i persistent, ja sigui d'aigua o de neu. Cobreixen gran part del cel, amb un aspecte ombrívol trist, no tenen contorns definits ni relleus marcats i presenten una superfície molt mal definida. Són els núvols estratificats que tenen un major desenvolupament vertical.

Cúmulums: Són núvols densos de desenvolupament vertical que tenen la part superior en forma de cúpula amb protuberàncies arrodonides i una base horitzontal. Solen formar-se durant el matí, essent petites taques blanques en el cel que poden formar alineacions paral·leles a l'horitzó. A mig matí es desenvolupen verticalment i formen bonys arrodonits. Al centre del dia poden ser extensos. Si a la tarda s'aixafen fins a desaparèixer podem dir que són cúmulus de bon temps, típics de l'estiu, però podem trobar-los en qualsevol època de l'any.

Cumulonimbus: Són masses molt potents de núvols, amb un gran desenvolupament vertical, que formen una gran columna o torre i la part superior és de textura fibrosa i es pot estendre en forma d'enclusa. La base del núvol es torna molt fosca, i s'envolta de fragments de núvols baixos de tot tipus. També pot ser frontal o associat a una depressió: ja arriba format, es trasllada, descarrega i s'allunya, propi dels sistemes frontals de caire fred.

Són núvols d'alçada mitjana, que es troben entre els 3000 i 6000 metres, i generalment són mixtos, formats tant per partícules líquides com sòlides. Poden tenir una forma estratiforme o cumuliforme que dóna lloc als dos gran gèneres de núvols mitjos.

Altocúmulus: Poden presentar una estructura filamentosa i altres vegades una aparença difosa, però sempre amb un creixement vertical. De vegades poden tenir una estructura agrupada de quadrats regulars.

Els tres gèneres de núvols alts estan formats per partícules sòlides (cristalls de gel) formats per sublimació, i en cap cas produeixen precipitació que arribi al terra.

Cirrus: Són un dels tipus més freqüents de núvols més alts. Es troben a altituds superiors als 8 Km d'alçada i a temperatures molt baixes, inferiors als -40ºC. Apareixen isolats en forma d'unitats reduïdes de núvols blancs, esfilagarsats i són molt habituals en qualsevol època de l'any.Generalment són indicadors de bon temps, encara que hi ha algunes espècies com els cirrus uncinus, en forma de ganxo, que són un indicatiu de l'apropament d'un sistema frontal i precursors d'un canvi de temps. Poden anar acompanyats d'altres tipus de núvols

Cirrostratus: Tenen l'aparença d'un vel nuvolós molt prim, de color blanquinós, que acostuma a cobrir la major part del cel. És un tipus de núvol molt propi de sistemes frontals poc actius i molt desgastats.