當一個核裝置被引爆時,周圍較大範圍內都將產生大量的X射線、中子、α粒子等高能粒子,它們不僅具有摧毀四周一切建築、殺死大範圍內一切有生命的物體的本領,更直接的作用是極迅速地加熱周圍空氣。這些高溫空氣和著大量塵埃在爆炸力和浮力作用下高速升空。最先它們升空時是形成一道雲柱,當雲柱升高膨脹後,其頂部空氣和塵埃碰到上面的冷空氣將開始降溫。當這些上升的空氣和塵埃降溫到同周圍空氣幾乎等溫時,它們將減速上升,然後改變運動方向,變成向周圍平移,最後逐漸變爲下降。由於「雲柱」的變化在其頂部的各個方向一般都比較均勻,「蘑菇雲」因此得以形成。