Luz solar
Quando as nuvens se tornam espessas e pesadas, muito pouca luz brilha através delas eles parecem mais escuros para os nossos olhos. Quando as nuvens atingem cerca de 3.000 pés de espessura, quase nenhuma luz penetra. A nuvem parece escura e as condições do solo lembram o anoitecer ou a noite. Nuvens pesadas que se erguem entre você e o sol também bloqueiam a penetração da luz, de modo que elas parecem escuras à medida que se aproximam do horizonte.
Gotas de água
Gotas de água minúsculas ou cristais de gelo produzem nuvens. Essas gotículas e cristais refletem a luz do sol, espalhando os reflexos em todas as direções diferentes. O tamanho das gotículas de água é o ideal para espalhar todas as cores no espectro da luz solar. Isso difere do tamanho relativamente menor das moléculas de ar, que tendem a dispersar a luz na faixa de cor azul de forma mais eficaz, e é por isso que o céu parece azul. Quando os olhos veem todas as cores espalhadas, o resultado é branco. Menos espalhamento se torna cinza, depois quase preto. Nuvens de tempestade, carregadas de gotas de água que estão prontas para cair, têm um tom mais escuro.
Sombras
A sombra de uma nuvem sobre a outra também faz as nuvens parecerem escuras. Enquanto as nuvens se juntam em um céu tempestuoso, as sombras freqüentemente ocorrem porque as nuvens estão a distâncias diferentes do observador. O ângulo de um sol nascente ou poente faz com que a luz do sol brilhe apenas nas camadas superiores das nuvens. As partes inferiores não acumulam muita luz e aparecem cinza a preto. Como as tempestades geralmente ocorrem de manhã e à noite, o ângulo do sol contribui para o escurecimento dos céus.
Nuvens pesadas
Aproximando-se das frentes frias frequentemente disparam trovoadas, enquanto a massa de ar frio atrás da frente levanta o ar quente à frente disso. Isso faz com que colunas altas de nuvens cumulonimbus, que são capazes de atingir alturas de 45.000 pés. Esse tipo de nuvem é um exemplo do tipo de nuvem de tempestade que parece escurecer à medida que a tempestade se aproxima, e tem padrões escuros ou cinzas como vistos à distância. Nuvens Nimbostratus não sobem quase tão alto quanto os cumulonimbus, mas são nuvens de tempestade que parecem escuras. Nimbus é uma palavra raiz para chuva ou precipitação em tipos de nuvens.