Không phải cứ bẩu trời càng nhiều nước thì hạt mưa đá càng to. Các nhà nghiên cứu cho biết sức mạnh của các dòng không khí chuyển động lên phía trên trong cơn bão sấm mới là yếu tố quyết định kích cỡ của chúng.
Tại nơi cơn bão xuất hiện, không khí chuyển động lên trên rất nhanh. Khi đạt đến độ cao nhất định, luồng không khí này lạnh đi, hơi nước trong các hạt nước bốc hơi ngưng tụ lại thành một đám mây bão. Cuối cùng, sự kết tủa được tạo thành trong các đám mây, đẩu tiên giống như các vẩy tuyết, sau đó giống như các hạt mưa.
Nếu các hạt mưa này lại bị bắt lại vào luồng không khí chuyển động lên trên một lẩn nữa, nó sẽ tiếp tục di chuyển vượt lên trên mức đóng băng, và trở thành một quả bóng nhỏ bằng nước đá. Hạt nước đá này tiếp nhận thêm các hạt đá nhỏ li ti trong môi trường xung quanh, và cuối cùng, khi đã đủ nặng, nó rơi xuống, và rồi lại bị giữ lại trong sự hoạt động hỗn loạn của không khí.
Với mỗi chuyến đi lên và đi xuống như vậy, hạt mưa đá lại được bổ sung thêm các chất mới. Khi cắt ngang qua một hạt mưa như vậy, ta sẽ thấy các lớp giống như vòng tuổi của cây, cho biết nó đã thực hiện bao nhiêu chuyến đi “khứ hồi”.
Những vùng không khí hoạt động hỗn loạn là những nơi sinh ra các hạt mưa đá lớn nhất. Ước tính luồng không khí chuyển động lên phía trên với vận tốc khoảng 160 km/ h có thể tạo ra các hạt mưa đá có đường kính 12 cách mạng hoặc hơn. Một hạt mưa đá nổi tiếng rơi xuống Coffeyville, Kansasnăm 1979 cân nặng 750 gram, có đường kính khoảng 20 centimet.