Относительно механизма происхождения торнадо до сих пор нет единого мнения. Очевидно то, что вихри связаны с грозовыми облаками и возникают в местах, где атмосферные слои неоднородны, то есть у земли – очень теплый и влажный воздух, а в более высоких слоях – холодная воздушная масса.
Само грозовое облако, из которого впоследствии рождается смерч, возникает как и любое другое – влажный теплый воздух поднимается вверх, а холодный воздух сверху спускается вниз. Там, где они сталкиваются, возникает кучевое облако, наполненное капельками воды.
На первом этапе образования смерча вращение наблюдается лишь в нижнем слое тучи. Благодаря обильной конденсации влаги эта часть вытягивается вниз, образуя большую крутящуюся воронку, которая достигает земной или водной поверхности. При этом воронка растягивается и выглядит как пустотелая труба или колонна.
Из-за высокой скорости вращения воронки внутри нее возникает центробежная сила. Во внутренней полости воронки образуется пониженное давление, поэтому в нее втягивается воздух, вода и то, что находится на поверхности земли или в толще воды. Этот насос при масштабном смерче способен втягивать крупные объекты, переносить их на большие расстояния и сбрасывать вниз вместе с дождем.