当水蒸发并上升到大气中时,是以水蒸气的形式存在的。随着水蒸气不断上升,气压下降以及温度下降,水蒸气冷却并凝结成云。水蒸汽要冷凝需要附着在物体上,自然情况下大气中漂浮的微米大小的尘埃颗粒可以作水蒸汽凝结和凝华的附着物,水蒸气凝结成冰晶或小水滴,这些冰晶或小水滴在特定条件下会不断成长为更大的水滴,变得更重,以至于上升气流托不住它,最终会以雨的形式落下。
人工降雨在本质上帮助了这个过程的进行。云层不能完全有效地产生降水,很多时候是没有足够的附着物,人工降雨的一种方案是提供水蒸气凝结额外的“核”,水蒸汽可以在核周围凝结,这些核可以是盐、氯化钙或碘化银,其中氯化钙常用于温暖或热带地区。人工降雨另外一种途径是通过冷却云的温度来形成更多的冰晶,如干冰。人工降雨通过向云中添加这些微小颗粒或者加入催化剂冷却云促进凝结来提高云产生降水的能力,加速降水过程,更有效地利用云中的水。这些化学物质要么直接射入云层,要么通过飞机飞近云层释放出来。在2008年夏季奥运会,为了防止鸟巢在开幕式时降雨,北京市人工影响天气中心共在21个地点实施地面降水拦截任务,累计发射火箭弹1104枚。
人工降雨一般都是有政府组织规划,因此外界对其成本很难进行估计。不过有一个大致的参考,阿联酋为满足日益增长的用水需求经常采取人工降雨措施,2015年,阿联酋的人工降雨项目总共花费了55.8万美元,共实施186次人工降雨作业,每次的成本约为3000美元。当然成本也跟人工降雨的降水量和云大小数目有关,美国在2012年人工降雨支出约为1500万美元,人工降雨量约为500亿吨。人工降雨持续多久同样跟多种因素有关,比如积雨云的大小,气压以及人工降雨材料的数量等等。