Les tornades se forment au milieu de nuages orageux, mais ce ne sont pas tous les nuages qui en forment. La transformation s'effectue lorsque l'air chaud et humide, à la surface de la terre, rencontre de l'air froid et sec. L'air s'élève brusquement du sol et commence à tournoyer, c'est alors qu'un tourbillon s'élève à l'intérieur du nuage.
Les tornades se forment donc à la base d'un énorme nuage d'orage, un cumulonimbus ou supercellule avec au départ de petits vents tourbillonnants qui se transforment en une véritable colonne d'air tourbillonnante appelée mésocyclone. De l'air chaud et humide est aspiré par le cumulonimbus, en s'élevant, il rencontre de l'air plus froid ce qui libère de la vapeur d'eau sous forme d'un nuage. C'est ce nuage et la poussière qui est aspirée qui permettent de voir la colonne d'air tourbillonnante. Par contre, il est impossible de savoir à quel endroit "l'entonnoir" de la tornade touchera le sol.
Les tornades résultent donc de la formation de masses orageuses le long d'un font froid, au point de rencontre de courants d'air froid et de vents chauds.
Les vents circulaires ainsi générés peuvent atteindre 500 km/h et l'on estime qu'ils dépasseraient parfois 1 200 km/h à l'intérieur du tube. Le diamètre du vortex varie de 100 m à 1 km (le plus souvent entre 50 et 100 m). L'air, centrifugé par la vitesse, s'enroule sur lui-même et la pression diminue rapidement à l'intérieur du vortex pour atteindre moins de 800 hPa.
Elles se déplacent de 40 à 100 km/h et vivent en moyenne de 5 à 30 minutes, mais certaines peuvent durer plusieurs heures. Ce fut le cas aux Etats-Unis, en mars 1925, de la Tornade des trois états. Partie du Missouri, elle a traversé l'Illinois et l'Indiana à 100 km/h avant de disparaître.
Enfin, les tornades sont accompagnées de pluies torrentielles, de tonnerre et