Las nubes mammatus se forman por el descenso del aire, la mayoría de las nubes se desarrollan por el ascenso del aire. Las nubes mammatus, se encuentran alejadas de las vigorosas corrientes ascendentes del núcleo convectivo, y se forman en una superficie inferior de una nube cumulonimbos.
Se desarrollan a partir de una corriente de aíre que desciende (subsidencia) que es más frío que el de su alrededor y contiene concentración de cristales de hielo o agua líquida. Precisamente, las protuberancias con forma de mama, son las zonas donde el aire saturado desciende en su seno. Resultado final son las formas cóncavas y convexas que separan dos masas de aire: una superior formada por la parcela de aíre saturado que se hunde y desciende, y la segunda, la masa de aíre cálido no saturado que asciende.
Al descender el aire saturado, se calienta y las partículas de agua tienden a evaporase o fundirse. Cuando las gotitas de la nube se evaporan, las mamas se disuelven y desaparecen.