Возникновение волнистых облаков связано с наличием на некоторой высоте инверсии или изотермии. Эти слои задерживают вертикальные движения, возникающие в нижележащем слое воздуха. Поднимающийся при этом воздух нижних слоев охлаждается; температура воздуха под слоем инверсии понижается.

Одновременно с этим восходящими потоками и вышележащие слои заносится влага, пыль, дым, которые накапливаются под слоем инверсии в виде тонкой пелены, излучающей тепло (при отсутствии солнечного освещения). Излучение ведет к дальнейшему охлаждению воздушного слоя, лежащего под инверсией, и к увеличению в нем относительной влажности. В результате этих процессов под слоем инверсии возникает облако, распространяющееся на большой площади, но мощностью всего лишь в несколько сотен, иногда несколько десятков метров.

Верхняя граница такой облачности при полете над ней имеет вид поверхности моря с застывшими волнами. Снизу она выглядит в виде слоя, состоящего из отдельных пластин, комочков, иногда в виде параллельных валов.

Когда инверсия лежит в нижнем ярусе, то образующиеся под ней волнистые облака называются слоисто-кучевыми.

В случае, когда нижняя граница слоисто-кучевого облака опускается ниже 100 м и наблюдатель с земли не может (вследствие перспективы) различить отдельные валы или кучи в облаке, его называют слоистым.

Из слоистых и слоисто-кучевых облаков могут выпадать осадки в виде мелких капель мороси (диаметром менее 0,5 мм), образующихся вследствие слияния мельчайших капелек. Зимой из этих облаков выпадают мелкие снежинки или ледяные иглы. Сверху слоистые облака выглядят так же, как и слоисто-кучевые.

Если слой инверсии лежит в среднем ярусе, то возникающие под ним волнистые облака носят название высококучевых. Эти облака всегда состоят из переохлажденных водяных капель, не бывают мощными и не дают осадков.

Волнистые облака, расположенные в верхнем ярусе, носят название перисто-кучевых. Они состоят из ледяных кристаллов.

Волнистые облака иногда имеют значительную мощность. Они часто состоят из нескольких слоев, расположенных один над другим.

Полет внутри волнистых облаков сопровождается «болтанкой», но обычно не представляет опасности, за исключением уровней, где наблюдаются температуры около 0°. Здесь есть опасность обледенения самолета. Обледенение может принять опасные размеры при продолжительном полете также и в слоисто-кучевом облаке.

При пробивании на самолете слоистых и слоисто-кучевых облаков сверху нужно быть очень осторожным, особенно при небольшой высоте верхней границы облачности (200-400 м), так как эта облачность может достигать земной поверхности.