המבנה הבסיסי של קומולונימבוס הוא בסיס, זרם אוויר עולה/יורד, סדן (ראש הענן) וכיפה. צמרת הענן מקבלת צורת סדן כזו מפני שהטרופופאוזה חוסמת את ההתפתחות האנכית של הענן (בגובה 9-17 ק"מ), והענן מתפתח אופקית. לעתים, כאשר זרם האוויר העולה חזק מספיק, הוא מצליח לפרוץ את הטרפופאוזה ואז נוצרת מעל הסדן מעין כיפה בחלק התחתון של ה
סטרטוספירה.קומולונימבוס מתפתח כאשר נוצר זרם אוויר עולה המזין אותו ו"מרים" אותו לגובה. כאשר אותו קומולונימבוס הגיע לדרגה מפותחת מספיק, הוא מתחיל להוריד משקעים - המשקעים הם אלה המהווים את זרם האוויר היורד. אם זרם האוויר העולה אינו חזק מספיק כדי להמשיך להזין את הענן בלחות, זרם האוויר היורד ימוטט את הענן. קומולונימבוס מתפתח מענן קומולוס דחוס מפותח (Cumulus congestus), ויכול להתפתח כחלק מ
תא-על. ככל שענן הקומולונימבוס צומח יותר לגובה והוא עבה יותר כך סופות הרעמים תהיינה חזקות ותכופות יותר ויותר.
