局所的で強烈な熱源が解放されると、そこに強烈な上昇気流が発生して外気を巻き込みながら上昇・成長し、ある程度上昇すると対流して生ずる雲で、この雲の見た目があたかもきのこのように見えるため、「きのこ雲」と呼ばれる。とくに核兵器に因る爆発で生ずるものは「きのこ雲」の他に「原子雲」とも呼ばれる。
一般的には火山の噴煙や核爆発の際の原子雲が一般的なイメージだが、局所的で強い熱源があれば発生するので、ごく小規模なものであれば特殊撮影の爆発効果(俗にナパームと呼ばれる演出)などでも見ることができる。
pixiv内では「キノコ雲」で検索すると、殆どが核爆発関連のイラストだが、「きのこ雲」では「キノコ雲」同様核爆発関連のイラストが多くを占めてはいるものの、関連性があるのかないのかよく分からないイラストも少なからずヒットする。