La convezione è il trasferimento di calore attraverso il movimento di un fluido. Nell'atmosfera, la convezione avviene quando l'aria calda sale e l'aria più fredda scende. Questo processo è guidato dalle differenze di densità tra l’aria calda e quella fredda. L'aria calda è meno densa dell'aria fredda, quindi sale verso l'alto. L'aria fredda è più densa dell'aria calda, quindi affonda.

L'aria calda che sale forma le nuvole. Quando il vapore acqueo nelle nuvole si condensa, rilascia calore. Questo calore riscalda l'aria circostante, che la fa salire. L'aria che sale forma più nuvole e il processo si ripete. Questo ciclo di convezione e formazione di nuvole è ciò che guida il tempo.

La convezione è anche responsabile della formazione dei temporali. Quando l'aria è molto calda e umida, può diventare instabile. Questa instabilità può far salire rapidamente l'aria, formando temporali. I temporali possono produrre forti piogge, grandine e fulmini.