Lốc xoáy hình thành khi không khí không ổn định trong cơn giông bão tạo ra một vòng quay ngang trong các đám mây và các luồng nước đổ xuống mạnh hút xoáy đó xuống mặt đất. Các mặt trước chồng lên nhau có thể kích hoạt sức cắt gió cần thiết để bắt đầu vòng quay của lốc xoáy, đó là lý do tại sao các nhà khí tượng học phát hành đồng hồ bất cứ khi nào giông bão nghiêm trọng đe dọa. Lốc xoáy có thể hình thành mà rất ít nhận thấy và là những hiện tượng thời tiết nguy hiểm và không thể đoán trước được.
Khi các mặt trận thời tiết xung đột, đôi khi các lớp không khí ấm và mát chồng lên nhau ở các ranh giới. Điều này có thể tạo ra các luồng gió thổi mạnh và luồng xuống, những cơn gió không thể đoán trước mang theo hơi ẩm và không khí ấm vào các lớp khác nhau của khí quyển. Sự chênh lệch nhiệt độ giữa các lớp này giúp kích hoạt chuyển động của không khí, thiết lập chuyển động ngang lên cao trong cơn bão có thể tự biến đổi thành lốc xoáy.
Thông thường, cảnh báo duy nhất về lốc xoáy là khả năng cắt gió tăng đột ngột. Các nhà khí tượng học sử dụng hệ thống radar Doppler để phát hiện hiện tượng cắt gió này, tìm kiếm các dấu hiệu cụ thể có thể chỉ ra sự bắt đầu của một cơn lốc xoáy. Dấu hiệu phổ biến nhất của sự hình thành lốc xoáy là "tiếng vọng hình móc câu", một tín hiệu quay trở lại của radar hình xoắn ốc cho thấy những đám mây đang bị quấn quanh một cơn lốc xoáy. Trong nhiều trường hợp, Cơ quan Thời tiết Quốc gia thông báo cảnh báo lốc xoáy dựa trên một trong những tiếng vang này trước khi bất kỳ ai phát hiện ra cơn lốc xoáy bằng mắt thường.
