La grandine è tipicamente associata a nubi cumulonimbus. La formazione di grandine è causata dal super raffreddamento dei liquidi sollevati al di sotto delle temperature di congelamento durante i forti temporali.
Le nuvole sono generalmente classificate in base alla loro altitudine. I cirri hanno altezze elevate e possono raggiungere i 20.000 piedi da terra. Le nuvole a basso livello note come nuvole stratiformi hanno altezze medie di circa 6.500 piedi. Le nuvole di livello medio, che hanno il prefisso "alto", si trovano tra le nubi cirrus e stratus. I cumuli si formano comunemente a basse altitudini, ma possono rapidamente raggiungere altezze elevate. La presenza di nubi cumuliformi nel cielo di solito indica un tempo sereno e soleggiato. Quando i cumuli raccolgono abbastanza vapore acqueo per diventare densi e pesanti, si trasformano in nuvole cumulonembi, altrimenti noti come "tuoni".
Le nuvole cumulonimbus sono formate da colonne ascendenti di aria calda, che subiscono il raffreddamento nell'atmosfera. L'umidità accumulata nell'aria inizia a condensarsi per produrre nubi cumuliformi, che in seguito assumono la forma di nuvole temporalesche quando l'aumento del volume di umidità raggiunge il punto di saturazione. Durante i temporali, il liquido surriscaldato che si forma nell'updraft delle nuvole cumulonembi si trasforma in varie dimensioni di chicchi di grandine, a seconda della velocità con cui le correnti ascensionali dell'aria sono. La grandine cade infine sulla terra, che è spesso accompagnata da fulmini, forti piogge, forti venti e persino trombe d'aria.
