蘑菇云由各种在重力条件下的大爆炸产生，但最出名的还是由核爆炸产生的种类。如果没有重力的作用，爆炸形状将会是球形的。核武器通常在空中爆炸（而非撞击地面，因在地面爆炸多数能量将被地面吸收）以最大化其威力。爆炸后产生的火球瞬间开始在空气中上升，这一过程原理与热气球相同。其上升具有瑞利－泰勒不稳定性，空气被向上托起（类似及烟囱）并导致被称为“余风”的强气流，此时在云顶部热气体旋转形成。当爆炸高度足够低，这些余风便会卷起地面的灰尘和碎片形成蘑菇云的梗干部分。当大量的热气体到达其时便停止上升，最终形成蘑菇云顶盖形状。