Da Temperaturunterschiede Energiegegensätze bedeuten, wirken sie wie eine Wärmekraftmaschine. Warme Luft steigt auf und kalte sinkt ab. Diese Auf- und Abwindbewegungen erzeugen am Boden Drehbewegungen der Luft, aus denen sich Tief- und Hochdruckgebiete entwickeln können. Auf der Vorderseite eines Tiefs fließt warme Luft polwärts, auf seiner Rückseite strömt kalte Luft nach. Da die Kaltluft schwerer ist als Warmluft, bildet sich an der Grenze zur warmen Luft häufig ein starker Temperaturgegensatz. Die Grenzfläche wird als Kaltfront bezeichnet. Sie bewegt sich schneller voran als das Tief und holt die vorderseitige Warmluft nach einiger Zeit ein. An der Kaltfront ist der Impuls der abwärts strömenden schweren Kaltluft besonders hoch. Hier treten starke Vertikalbewegungen mit Schauern oder Gewittern und teilweise sehr hohen Böen auf. Hinter der Kaltfront dreht der Wind, z.B. von Südwest auf Nordwest, und der Luftdruck beginnt meist stark zu steigen.