暴雨一般發生在中小尺度天氣系統中，其時間尺度從幾十分鐘到十幾小時，空間尺度從幾千米到幾百千米，而形成暴雨的中小尺度系統又是處於天氣尺度系統內，兩者通常有著密切的關係。因而上兩類天氣系統的集合系統稱為降水系統。
降水系統中降水的形成和強度主要與6個條件有密切的關係：（1）水汽分布和供應；（2）上升運動；（3）層結穩定度和中尺度不穩定性；（4）風的垂直切變；（5）雲的微物理過程；（6）地形。
(1)水汽分布和供應
為了使暴雨得以發生、發展和維持，必須有豐富的水汽供應，計算表明僅僅依靠降水區氣柱內所含的水分是不夠的，即使氣柱中所含的水汽全部降下也只能達到50~70 mm的降水量。但是暴雨的降水量，尤其是大暴雨或特大暴雨的降水率十分強，每小時可達100 mm，因而必須有外界水汽向暴雨區迅速地集中和不斷地供應。對於持久性的暴雨，要求水汽有源源不斷的輸送，以補充暴雨發生不斷耗損的水汽量，這種水汽輸送，需要特別有效的機制能在較短時間內在更大範圍內為暴雨區收集所必需的水汽量。
（2）上升運動
降水是發生在空氣的上升運動區，地面或低層的空氣只有通過抬升才能達到飽和，從而產生凝結，降落下來成為降水。對於天氣尺度而言（如鋒區、溫帶氣旋、高空槽前部、副熱帶高壓邊緣等）上升速度只有100cm/s。由這種上升速度引起的降水量約為100~101mm/24 h。因此只靠大尺度系統中的上升運動不能引起暴雨，事實上也很少觀測到上千千米的暴雨區，在水平尺度為100~300 km的中尺度系統中（如中尺度輻合線、颮線、中尺度低壓等）上升速度比大尺度系統中的上升速度大一個量級，達到101cm/s。由這種上升運動引起的降水量大約101mm/h，達到了暴雨的強度。對於積雲尺度的小尺度系統，由於其上升速度可達102cm/s，其所造成的降水強度約102mm/h，達到了大暴雨的量級。因而在不同尺度的天氣系統中，同暴雨直接有關係的是中、小尺度上升運動，因而中小尺度系統是直接造成暴雨的天氣系統。但大尺度的上升運動為中小尺度上升運動的形成和增強提供了必要的環流背景和環境條件，因而大尺度上升運動的存在是暴雨發生發展的先決條件。
（3）層結穩定度和中尺度不穩定性
對流性暴雨是一種熱對流現象。大氣中有兩種類型的對流：垂直對流和傾斜對流。它們形成的暴雨系統形態有明顯差別，前者多形成暴雨雨團、強風暴單體、中尺度對流複合體（MCC）、中尺度對流系統（MCS）等，後者主要形成與鋒區有關的對流雨帶。垂直對流和傾斜對流在物理條件上不完全相同，前者主要依靠大氣的層結穩定度，後者除層結穩定度條件外，還必須考慮動力不穩定條件。
（4）風的垂直切變
風垂直切變對局地強風暴有比較重要的影響，由於強風暴也是引起暴雨，尤其是突發性暴雨，因而風垂直切變也是影響暴雨的重要因素之一。
（5）雲的微物理過程
由於地形和不同尺度天氣系統或雲系之間的相互作用，可以形成自然的播撒過程，從而使降水增強，形成暴雨。由於地形的作用，在山前形成大範圍層狀雲，其中有許多小雨滴，如果積雨雲由海上或其他地區移入到這片層狀雲區，可以形成積雨雲與層狀雲共存的混合雲系，兩種雲系不同大小的雨滴將發生明顯的相互作用而產生播撒過程。積雨雲中前部流入的強上升氣流將攜帶其中的大雨滴向上，通過0℃層後轉化為冰晶或雪晶，也有一部分成為過冷水滴，由於冰面的飽和水汽壓小於水滴表面的飽和水汽壓，積雨雲中的水汽將凝華到冰晶上，使冰晶增長，由於積雲雨上部的水汽減少，過冷水滴將蒸發以補充水汽，結果發生由過冷水滴向冰晶的迅速轉化（這種不穩定也被稱為膠性不穩定）。通過這種方式增長的大冰晶一部分隨上升氣流被帶到雲砧區，在那裡下落，通過零度層後變成大水滴，以後又落入到低空的層狀雲層內，捕獲在此層懸浮的大量小水滴而增長，最後下落到地面成為強降水。積雨雲上面的另一部分冰晶則隨後面的下沉氣流直接落入層狀雲中，通過碰並過程迅速增長到大雨滴，也使地面降水增加，這種混合雲不但在沿海地區山區迎風面可以觀測到，在梅雨期，颱風季也經常可以觀測到，它使降水增幅形成暴雨。
（6）地形
暴雨與地形有密切關係。夏季，我國各地大到暴雨日頻數分布和雨量分布都受到不同尺度的地形影響，我國的大尺度地形總體上呈東低西高其間有東西向山脈（燕山、南嶺等），因而在夏季盛行東南季風和西南季風時，潮溼空氣受地形抬升，暴雨日數最多的地區大多位於山脈的東側或南側的迎風坡，如太行山、伏牛山、大別山、武夷山和燕山與南嶺山地等。對於區域或局地尺度的暴雨，其雨量分布也與地形有密切關係，例如北京地處華北平原的北部，它的北部是燕山山脈，西部是大行山脈的北端，兩大山系在北京西北部相交，東南部是平原，由於地形的影響，夏季暴雨出現次數最多的是在西部和北坡山坡上，這裡是低層偏南風或偏東風的迎風面，氣流有明顯的抬升作用和地形引起的切變輻合線。