Theo Cơ quan Khí quyển và Hải dương Quốc gia, lốc xoáy hình thành khi không khí ấm áp tạo ra luồng gió xoay vòng trong một cơn giông mạnh. Khi gió thổi mạnh theo các hướng khác nhau hoặc với tốc độ khác nhau trong những cơn bão này, chúng có thể thiết lập một vòng quay tự ăn, tạo ra một điều kiện gọi là mesocyclone. Khi công trình này quay và chạm đất, nó sẽ trở thành một cơn lốc xoáy.
Lốc xoáy có thể hình thành nhanh chóng và không có dấu hiệu báo trước, và tính chất tàn phá của chúng khiến chúng khó nghiên cứu. Bất cứ khi nào giông bão xảy ra trong điều kiện nhiệt độ dưới mặt đất ấm hơn đáng kể so với trên cao, bão có thể đủ mạnh để tạo ra một hoặc nhiều cơn lốc xoáy.
Có thể khó dự báo một cơn lốc xoáy, nhưng hệ thống radar Doppler là một công cụ hữu ích để xác định vị trí và thời điểm một cơn lốc xoáy sắp xảy ra. Hệ thống Doppler có thể phát hiện lực cắt của gió, hoặc sự phân kỳ về hướng và tốc độ gió. Một khu vực có gió thổi mạnh theo các hướng khác nhau tạo ra "tiếng vọng móc" đặc biệt trên radar. Điều này có thể nhanh chóng tạo thành vòng quay cần thiết để hút không khí ẩm, ấm lên các tầng trên của cơn bão, tạo ra năng lượng cần thiết để biến vòng quay thành mesocyclone và sau đó là lốc xoáy.
