Quando un'ampia porzione d'atmosfera rimane in quiete o si muove molto lentamente, sia al di sopra della terraferma che sulle acque marine, l'aria tenderà ad acquistare le stesse caratteristiche di temperatura e di pressione della superficie sottostante . Se questa è calda, l'aria che la sovrasta ne risulterà riscaldata, se è fredda si raffredderà anch'essa. Se la superficie è umida, tale diverrà l'aria che la ricopre, mentre se è asciutta anche l'aria perderà la propria umidità.

Un grande volume d'aria che per la lunga permanenza su un territorio assume le caratteristiche della superficie sottostante viene indicato col termine di massa d'aria. Una massa d'aria può estendersi per centinaia di chilometri quadrati e raggiungere un'altezza di parecchi chilometri, ma le temperature e l'umidità che si registrano alle varie quote saranno sempre pressochè uniformi.

Le maggiori masse d'aria si suddividono in tre categorie che prendono il nome dalle zone di formazione o regioni di origine: artiche, originate sulle due calotte polari; polari che si formano lungo i circoli polari a latitudini comprese tra i 60° ed i 75°; tropicali, che nascono lungo le alte pressioni tropicali.

Infatti è proprio in queste regioni che enormi masse d'aria possono stazionare abbastanza a lungo da acquisire i caratteri essenziali delle regioni stesse.

All'interno di queste tre categorie si distinguono masse d'aria marittime e continentali in base all'ambiente su cui si sono formate; nel primo caso esse sono cariche di umidità nel secondo risultano asciutte.

Dopo essere rimaste per un buon periodo di tempo sulle zone di origine, le masse d'aria cominciano a muoversi: quelle fredde scivolano verso l'equatore e quelle calde verso i poli. Le masse d'aria sono capaci di conservare le proprie caratteristiche specifiche anche dopo essersi portate a grandi distanze dalle regioni di origine. Solo dopo molto tempo e con graduale lentezza tali caratteri cominciano a modificarsi sotto l'influenza delle nuove condizioni di superficie che le masse hanno via via incontrato nello spostamento.

Tutti i fenomeni meteorologici derivano da interazioni tra masse d' aria. Due masse d'aria che convergono l' una contro l'altra possiedono caratteristiche diverse in fatto di umidità e di temperatura (quindi di densità dell'aria): non possono mescolarsi direttamente ma tendono a rimanere separate incontrandosi lungo i fronti, parola mutuata del lessico militare per intendere le linee lungo le quali le masse d'aria si fronteggiano entrando in attrito e dando origine a fenomeni di perturbazione dell'atmosfera (formazione delle nuvole).

Le zone temperate del globo sono quelle in cui si può assistere allo scontro tra masse d'aria calda e fredda; i fronti possono estendersi per centinaia e talvolta migliaia di Km apportando perturbazioni nelle zone ove passano.

Un fronte caldo si ha quando una massa d'aria calda invade un territorio occupato da aria fredda: l'aria calda, più leggera incomincia a salire di quota scivolando su quella fredda, che si dispone secondo un piano inclinato. Salendo sul cuneo di aria fredda, l'aria calda si raffredda progressivamente condensando la propria umidità sotto forma di nubi L'approssimarsi di un fronte caldo al di sopra di una certa località è accompagnato da fenomeni quali la diminuzione della pressione atmosferica e la formazione di nubi. Le prime nuvole che si formano sono i cirri di alta quota (nubi a pecorelle) che progressivamente infittiscono fino a divenire cirrostrati; quindi compaiono gli altostrati e i nembostrati che precedono l'arrivo del fronte e portano la pioggia. Se l'aria calda che risale il cuneo di aria fredda e già di per sé instabile, si ha lo sviluppo di nubi cumuliformi, portatrici di piogge intense che spesso assumono i caratteri di rovesci temporaleschi. Passato il fronte caldo, si registra una generale diminuzione delle precipitazioni, un aumento della temperatura e una rotazione in senso antiorario della direzione del vento.

Un fronte freddo si ha quando un cuneo di aria fredda avanza mantenendosi a contatto col suolo scalzando l'aria fredda che lo precede obbligandola a salire.

Il brusco innalzamento dell'aria calda e il suo conseguente raffreddamento porta alla formazione di sistemi nuvolosi cumuliformi, cui si associano precipitazioni molto intense ma di breve durata. Passato il fronte freddo si sviluppano sistemi nuvolosi stratificati a una quota progressivamente più alta, seguita da cielo sereno; la temperatura si abbassa, la pressione aumenta progressivamente e di venti girano nuovamente in senso antiorario.

Quando un fronte freddo raggiunge un fronte caldo, scalzandolo dal suolo e obbligandolo a salire sulla propria superficie frontale, si parla di fronte occluso.

L'aria calda è, dunque, costretta a portarsi in quota col risultato di dar luogo a precipitazioni la cui intensità dipende anche dalle eventuali differenze di temperatura esistenti tra le due masse d'aria.

I fronti caldi, freddi ed occlusi sono fronti mobili, quindi tendono a spostarsi, ma a velocità diverse; il fronte caldo è sempre più lento di quello freddo.

Si parla di fronte stazionario se le due masse d'aria che convergono scivolano parallelamente l'una sull'altra.