龙卷风形成的原因一般认为，在夏季对流运动特别强烈的雷雨云中，上下温差很大。当强烈上升气流到达高空时，如遇到很大水平方向的风，就会迫使上升气流向下倒转，结果就会产生许多旋涡。经过上下层空气进一步的激烈扰动，这个旋涡便会逐渐扩大，形成一个呈水平方向的空气旋转柱。然后，这个空气旋转柱的一端渐渐向下伸出云底呈漏斗状，就是龙卷风。

龙卷风的产生条件包括近地面的风切变、垂直运动和不稳定能量。雷暴是能够满足以上条件的理想环境，也是引发龙卷风的主要原因，其中由超级单体引发的龙卷被称为超级单体龙卷，其它情形被称为非超级单体龙卷。超级单体龙卷占龙卷风个例总数的80%，其强度和发展规模通常大于非超级单体龙卷。

龙卷风的风速可达100-175米每秒，数倍于强台风。龙卷风的持续时间短暂，通常在1小时内，最多数个小时。龙卷风的近地面直径很小，通常为25-100米，在极少数情况下可达到1公里；龙卷风的空中直径可达数千米。大多数龙卷风在北半球是逆时针旋转，在南半球是顺时针，也有例外情况。