從宏觀物理條件來說，產生暴雨的主要物理條件是充足的源源不斷的水汽、強盛而持久的氣流上升運動和大氣層結構的不穩定。大中小各種尺度的天氣系統和下墊面特別是地形的有利組合可產生較大的暴雨。引起中國大範圍暴雨的天氣系統主要有鋒、氣旋、切變線、低渦、槽、颱風、東風波和熱帶輻合帶等。此外，在乾旱與半乾旱的區域性地區熱力性雷陣雨也可造成短歷時、小面積的特大暴雨。

暴雨常常是從積雨雲中落下的。形成積雨雲的條件是大氣中要含有充足的水汽，並有強烈的上升運動，把水汽迅速向上輸送，雲內的水滴受上升運動的影響不斷增大，直到上升氣流託不住時，就急劇地降落到地面。積雨雲體積通常相當龐大，一塊塊的積雨雲就是暴雨區中的降水單位，雖然每塊單位水平範圍只有1～20千米，但它們排列起來，可形成100～200千米寬的雨帶。一團團的積雨雲就像一座座的高山峻嶺，強烈發展時，從離地面0.4～1千米高處一直伸展到10千米以上的高空。越往高空，溫度越低，常達零下十幾攝氏度，甚至更低，雲上部的水滴就要結冰，人們在地面用肉眼看到雲頂的絲縷狀白帶，正是高空的冰晶、雪花飛舞所致。地面上是大雨傾盆的夏日，高空卻是白雪紛飛的嚴冬。

在中國，暴雨的水汽一是來自偏南方向的南海或孟加拉灣;二是來自偏東方向的東海或黃海。有時在一次暴雨天氣過程中，水汽同時來自東、南兩個方向，或者前期以偏南為主，後期又以偏東為主。中國中原地區流傳“東南風，雨祖宗”，正是降水規律的客觀反映。

大氣的運動和流水一樣，常產生波動或渦旋。當兩股來自不同方向或不同的溫度、溼度的氣流相遇時，就會產生波動或渦旋。其大的達幾千千米，小的只有幾千米。在這些有波動的地區，常伴隨氣流執行出現上升運動，併產生水平方向的水汽迅速向同一地區集中的現象，形成暴雨中心。

另外，地形對暴雨形成和雨量大小也有影響。例如，由於山脈的存在，在迎風坡迫使氣流上升，從而垂直運動加大，暴雨增大;而在山脈背風坡，氣流下沉，雨量大大減小，有的背風坡的雨量僅是迎風坡的1/10。在1963年8月上旬，從南海有一股溼空氣輸送到華北，這股氣流恰與太行山相交，受山脈抬升作用的影響，導致沿太行山東側出現歷史上罕見的特大暴雨。 山谷的狹管作用也能使暴雨加強。1975年8月，河南的一次特大暴雨，其中心林莊，正處在南、北、西三面環山，而向東逐漸形成喇叭口地形之中，由於這樣的地形，氣流上升速度增大，雨量驟增，8月5～7日降水量達1600多毫米，而距林莊東南不到40千米地處平原區的駐馬店，在同期內只有400多毫米。

另外，暴雨產生時，一般低層空氣暖而溼，上層的空氣幹而冷，致使大氣層處於極不穩定狀態，有利於大氣中能量釋放，促使積雨雲充分發展。