Pour comprendre pourquoi l'air chaud se dilate et devient plus frais comme il se lève, il est nécessaire de comprendre certaines des propriétés de l'air. Les scientifiques appellent cette étude de la température de l'air et l'altitude l'étude des processus adiabatique, et se réfèrent à l'évolution de la température du chauffage ou de refroidissement adiabatique. Cela signifie que, bien que l'air se déplace, se dilate, et devient chaud ou plus froid, pas d'énergie est gagné ou perdu à travers ses cycles.
Pensez à une poche d'air chaud près de la surface de la terre. Cette poche d'air est généralement appelé "parcelle" par les météorologues, et il peut être chauffé par le soleil, par la chaleur rayonnante de la terre, ou par la chaleur pris dans des domaines spécifiques par les vents ou les marées. Cette énergie thermique est transmise à travers le volume d'air sous forme d'énergie cinétique, ce qui provoque la totalité de ses molécules se déplacer plus rapidement, vibrant et rebondit sur l'autre. L'air froid se déplace plus lentement, et depuis ses molécules se bousculent moins, ils peuvent persister à se rapprocher. Les molécules de chaud ne peuvent pas avoir de si près, cependant, et dans leur mouvement rapide ils font la parcelle d'air moins dense. Cet air moins dense devient dynamique par rapport à son environnement, et des augmentations.