Ao contrário do que se pode acreditar, a famosa forma «nuvem em forma de cogumelo» não é específica das explosões nucleares. Na realidade, uma combustão volumosa provocada por explosivos químicos produziria precisamente o mesmo efeito.

Quando uma bomba nuclear explode, distribui muito raios de X que ionizam e aquecem o ar circunvizinho. Disto resulta uma enorme bolha de ar incandescente. A «bola de fogo» sobe rapidamente gerando uma forte corrente de ar ascendente que chupa o material pulverizado pela explosão.

Esta coluna de ar é chamada de «talo do cogumelo».

No caso das poderosas bombas H, a bola de fogo alcança o limite entre a troposfera e a estratosfera. A troposfera está situado aproximadamente a 15 km sobre o nível de mar. A esta altitude a bola de fogo se esfria e não tem mais energia suficiente para se expandir. A expansão então ocorre para os lados, formando o «chapéu» do cogumelo.