Торнадо возникает, когда взаимодействуют два слоя воздуха, сильно различающиеся по температуре, влагосодержанию, плотности и характеру ветра, в результате чего сильно нарушается равновесие этих слоев. Холодный воздух при этом начинает интенсивно вытеснять более теплый воздух, который поднимается, двигаясь при этом по сложной криволинейной траектории. Возникает восходящий вихрь и зарождается торнадо. Радиус всего этого атмосферного возмущения невелик и поэтому торнадо охватывает небольшую территорию. Если радиус торнадо уменьшается, скорость вращения воздуха в нем увеличивается, тогда сила торнадо значительно возрастает. Торнадо пополняется воздухом, который, двигаясь по его периферии, вовлекается в восходящее движение, достигающее вершины вихря.

Как и другие циклонические бури, торнадо характеризуется небольшим глазом, в котором атмосферное Давление сильно понижено. Возникает резкий перепад давления между периферией торнадо и центральной его частью. Над глазом торнадо и его окрестностями развивается кучево-дождевое облако, занимающее центральную воронкообразную часть циклонического вихря.

Торнадо не обязательно двигается по земной поверхности: оно может быстро приподниматься над ней и снова опускаться, т. е. без видимой причины „перескакивать" через некоторые районы. Оно может описывать криволинейные траектории. Движением торнадо управляют восходящие движения и конвективные токи, подводящие энергию к нему. Скорость ветра в торнадо порой превышает 400 км/ч. Эти-то огромные скорости ветра, а также сильные перепады давления и разрушают наземные объекты. Сила, с которой ветер в торнадо действует на препятствия, достигает нескольких десятков килограммов на каждый квадратный метр. Давление же в глазу торнадо может быть весьма низким; так, когда торнадо проходит над населенным пунктом, давление изнутри зданий может выдавить их стены наружу. Сильнейшие восходящие потоки легко поднимают в воздух различные предметы и переносят их на расстояние нескольких сотен метров. Хотя и не всегда, но нередко перед торнадо или же за ним выпадают сильные осадки. Бывает, что торнадо приближается и уходит без всяких предупредительных признаков.

В связи с ограниченными размерами и огромной скоростью движения горнадо в каждом отдельном пункте в среднем продолжается не более одной минуты. Однако скорость торнадо и продолжительность его действия могут колебаться в очень широких пределах. Торнадо может пройти путь длиной от нескольких сотен метров до сотен километров.