Không khí nóng bốc lên và không khí lạnh chìm xuống do mật độ khác nhau. Với cùng một thể tích không khí, không khí nóng thường ít đặc hơn so với không khí lạnh.
Sự khác biệt về mật độ giữa không khí nóng và lạnh được xác định bởi sự hấp thụ nhiệt năng chủ yếu đến từ mặt trời. Khi không khí bị đốt nóng, các hạt có trong khí quyển bắt đầu chuyển động nhanh hơn và giãn nở nhanh chóng. Khoảng cách giữa các phân tử không khí tăng lên dẫn đến giảm mật độ của không khí. Không khí lạnh trải qua quá trình ngược lại. Do ít hấp thụ năng lượng mặt trời hơn, các hạt không khí bị nén và có chuyển động tối thiểu trong không khí. Điều này làm tăng mật độ không khí.
