山谷之间能产生平流雾之类的浓雾，当密度较大的冷空气从山的侧面滑落继而垂悬在山谷或湖泊之上时，此种雾形成。当像这样的雾一旦形成于宽阔的加利福尼亚中部大山谷中，便在山谷上方的相对较温气流之下滞留数日。这种雾的，厚度可达1700英尺（500米），在白天里可能还会出现短暂的上升。只有延长了的强烈的日照才会使地面达到足够温度，使云消散。一种类似的地面空气的冷热转化促进了薄雾的生成，其中的气溶胶浓缩成雾一般的水汽，但是不能达到云彩中液滴的规模。潮湿的气溶胶能分散光线以至于干扰视线，但很少像雾那样使之透明。
并不是所有的雾都代表滞留的空气。雾在某处寒冷的地表上方凝结，然后再移至别处，或者当冷空气经过时，在水面上形成。海洋上的雾通常向内陆流动，尤其是在夏天，当气压笼罩着炎热的大地而引来海风时。这种过程在华盛顿州的失望角造成每年长达2500小时的厚雾，而在纽芬兰和阿根廷则每年长达206天有雾。
雨
一场典型的降雨可在每平方英里（2.6平方公里）的面积上降下大约200万加仑（8，000，000升）的水，这样的降雨量约为1英寸（2.5厘米）。据查有些大暴雨可在很小的区域内产生非常大的降雨量。1977年8月1日在内蒙古木多才当下的一场大暴雨，在一小时的时间内降雨量约达16英寸（41厘米），每平方码（0.8平方米）面积上落下了约5亿滴雨。
除了雨滴的体积之外，雨的形成受到最不确定的大气交换过程之一——微粒间交换过程的影响。一个云层中的小水滴必须形成雨滴，通常约1／12英寸（2毫米）大小，才能落到地面。只有一些持续时间较长的云层才能通过凝结产生足够大的雨滴。事实上凝结只是形成雨滴的许多过程之一，在大部分的中纬度地区，雨滴是在含冰水混合物的普通稀薄云层中生成的。
水和冰
云团能在温度低达-35°F（-39℃）时含有液态水。当冰晶在小水滴周围形成时，这些小水滴就会失去水分。由于水汽对冰和水的饱和度有细微的差别，使这种条件下的水汽更容易沉淀在冰晶上而不是凝结在水滴上。当冰晶吸收水蒸气不断长大时，失水的空气通过从小水滴中吸收蒸发的水汽来弥补。几分钟后，每个冰晶冻成相当于100万个小水滴那么大，而云中的小水滴却不断缩小直至消失。
较大的冰晶降落下来并且经常同较慢、较小的冰晶发生碰撞。一连串的反应使原来冰粒的碎片形成新的冰晶。随着他们在较低处融化并变潮湿，这些冰晶便拼在一起形成雪花。当加速到每小时20英里（32千米）时，雪花便融化形成雨滴。
最大的雨滴下降最快，在一个被称作并合的过程中，它并合了其他小水滴（在热带地区以及有时在其他地方，即使云团不含冰晶，这种小水滴的并合也足以产生雨滴）。当直径大到约1／15英寸（0.5厘米）时，空气阻力会把雨滴从紧缩的球形变成类似宽汉堡包的形状。
最终空气阻力将大的雨滴扯碎，使之不能变得更大。从来没有云团能下泪珠状的雨滴。
水循环图
天气预报者并不是总能预测出究竟是下雨还是下雪。高空的雪有时会在一股温暖的气流中融化，只是在地表附近重新凝结，产生叫做雨加雪或冰雹的冰粒。如果雨水温度降至零下仍是液态，就形成过冷的冰雨。当冰雨落到已冰冻的地面，就会迅速形成叫做雨淞的冰面。
这样，仅仅几度的气温变化或几百英尺的冷空气，就能使给人们带来不便的泥泞地面变成危险光滑的冰冻路面。
雹
风暴云带着多种多样的过冷水滴在大气层的高处集结，当二个被称为软雹的晶体或小雪球接触到水时，水就会在冰上凝结，形成雹胚。
雹胚会层层地变大。在高空的过冷水滴集结的地方，水会慢慢冻结成透明光滑的一层，称为薄冰层。当集结体在低处时，水一接触到冰球立即会冻结，形成白霜，即一个结霜的带有许多条状气泡的表层不透明的物体。科学家们曾打开了一个雹体，并用这种方法数出了25层独立的冰层。
最终，在每小时100英里。（160千米）的速度中，冰雹会达到像葡萄柚和铅锤一样的尺寸。杀伤力可以想象：在德国的慕尼黑，1984年的一场雹暴导致了10亿美元的损失，另一场同样的雹暴则是1995年发生在得克萨斯州的福特沃斯和达拉斯。
最糟糕的雹暴能够降下接近一亿立方英尺（300，000，000立方米）的冰。科学家们对一场雹暴能够产生如此多的冰或像记录中的在1970年降落于堪萨斯的柯非威尔地区的1.67磅（0.76千克）重的冰块，仍持异议。一些雷暴有许多短期的上升气流，能够使冰雹在上空保持长一点时间。但是对于大部分晶体，每运动1／4英寸（0.6厘米）需花费10分钟的时间。形成大冰雹的最好的条件是带有强劲的能够承受重物的上升气流的水分很多的风暴。只有最猛烈的带有每小时40英里（64千米）的上升气流的风暴，才能维持更大尺寸的冰雹。长时期旋转的上升气流，能够把雹胚带到湿空气地带，并使其滞留在那最终快速增长，形成过冷液滴滑落。
肯尼亚的克里罗高地，在维多利亚湖的附近，由于其过度潮湿、空气的易挥发和高空冷却，每年有132天要遭遇冰雹。在美国，雹暴经常出现在春天的平原地区。在夏天，冰雹北移到艾伯塔。在1953年，一场艾伯塔的雹暴使36，000只鸭子死亡；四天后，又一场雹暴杀死了28，000多只鸭子。所有的这些可悲的灾害都缘于水的过冷凝固。
雪
没有两片雪花是完全相同的。因而它们每一片都显得十分珍贵，值得让我们在寒冷的冬天里，抓住它们去放在舌头上慢慢品味。但是，大气层实际上制造每一片新雪花都是用相同的冰模，有像工厂一样的精度。雪花之间差别是它们从大气层飘落时产生的。
每一片雪花都是从一颗独立的雪晶开始，它是当水汽凝结在大的空气尘埃或其他的气溶胶上而形成的。尽管在32°F（0℃），一些冰晶就会形成，但只有随着气温的下降大量冰晶形成才会加快。在-31°F（-35℃）生成的冰晶比在-27°F（-33℃）生成的数量多1000倍。在非常寒冷的空气中，水汽含量很少，因此，许多冰晶在形成过程中每一颗仅能获得很少份额的水分。这时生成的冰晶太小，以至于不能生成厚厚的云。它们在地面上被称为“菱形尘埃”，在充满阳光的寒冷的冬天里，它们会产生晕和小型的虹。
用显微镜来观察，会发现每一个冰晶都是一个不同的六角形。冰晶在乱层云含有少量雨水的云中接近凝固点的地方形成——通常以薄的六角形碟子形状出现。在3～10°F（-16～-20℃）的空气中形成的冰晶，会呈树枝状的向前伸展。
冰晶的纤细的手臂可能会在降落时融化或挥发，形成奇特的各种各样的六角星。即使在较冷的温度下雪花也经常是以像铅笔状的柱状晶或三棱镜状的合成物形成开始的。
许多高入天际的卷云，是棱镜状冰晶的摇篮，在大气层中部，悬垂着枝状的雪，被称为垂带。当冰以每小时2英里（3千米）的速度缓降时，它还没走很远，就会直接汽化。除非空气在1000英尺（300米）以下达到冰点的温度，否则雪没有机会能到达地面。在1887年，蒙大拿州的福特堡下了一场15英寸（38厘米）厚的大雪。每一片雪花都是难以置信的100多个冰晶组成的柱状体。