在一定的温度下，空气中能容纳的水汽量是有限度的。当空气中的水汽量达到这个限度时，叫做"饱和状态"，超过这一限度时叫做"过饱和状态"。水汽过饱和时，如果温度高于0°C，多余的水汽会析出凝结成水滴；如果温度低于0°C，多余的水汽会直接凝华为冰晶。
饱和状态下空气中所能容纳的最大水汽量与温度的高低有很大关系，在同样体积的空气里，温度高时所能容纳的水汽量要比温度低时要大。
在一般情况下，大气中水汽的过饱和以及水滴和冰晶的形成大都是由空气冷却引起的。因此，空气变冷是大气中发生凝结和凝华过程的主要条件。但是仅仅具备这个条件是不够的，要形成水滴和冰晶，还需要有凝结核。因为空气中如果没有任何杂质，即使已达到过饱和状态，水汽分子也无从依附。水汽分子偶尔相互合并成微小水滴，也会因其很微少而迅速蒸发掉。而凝结核在大气中到处都存在，如盐粒、烟粒、尘埃等。因此，当大气中的水汽达到过饱和时，多余的水汽就以这些微粒为核心凝结（或凝华）成小水滴（或小冰晶），并逐渐增大。大气中的水滴和冰晶就是这样形成的。