Mưa đá thường xảy ra ở vùng núi hay khu vực giáp biển, giáp núi (bán sơn địa), còn vùng đồng bằng ít xảy ra hơn. Nguyên nhân là do sự bất ổn định trong không khí khi 2 luồng khí nóng và lạnh tiếp xúc với nhau, ở những nơi có khí hậu nóng bức vào ban ngày và lạnh vào ban đêm dễ xảy ra hiện tượng mưa đá hơn. Sự đối lưu của không khí càng bị kích thích do xung đột giữa 2 luồng khí nóng và lạnh.
Vào mùa nóng ẩm, hàm lượng hơi nước trong không khí rất cao. Khí quyển ở tầng thấp nhận được nhiều nhiệt năng sẽ nóng lên, hình thành cột không khí dưới nóng trên lạnh, rất không ổn định. Lúc này hiện tượng đối lưu mãnh liệt phát sinh, tạo ra những đám mây vũ tích có khả năng gây mưa đá.
Tại tầng khí quyển cao hơn, nhiệt độ của những đám mây là – 20oC và hơi nước bốc lên từ tầng thấp sẽ đóng băng, ngày càng tăng khối lượng và rơi xuống, mặc dù trên đường rơi xuống đã tan dần thành mưa nhưng trong điều kiện có 1 lớp không khí lạnh xen giữa làm các giọt nước đã tan ra đóng băng trở lại. Thêm phần hơi nước bốc lên từ dưới sẽ bị đông lại khi gặp không khí lạnh tích góp làm tăng kích thước cho viên đá và khi đủ nặng nó sẽ rơi xuống thành mưa đá.
