山谷多夜雨的原因主要與地形和氣候條件有關：
山谷地形導致空氣對流。山谷四周通常被群山環繞，地形閉塞，氣流不暢，空氣潮濕且多雲霧。到了夜晚，山坡因輻射冷卻降溫速度比同高度的空氣快，形成高密度冷空氣，而山谷中的暖濕空氣被迫上升，這種溫差和地形條件導致大氣層結構不穩定，促進水汽凝結，從而形成夜雨。
特定的大氣條件。在白天，山坡受到強烈太陽輻射增溫快，形成低氣壓區；而河谷受熱慢，形成高氣壓區，導致氣流上升形成谷風。到了夜晚，這種白天形成的氣壓差異依然存在，山頂降溫快形成高密度冷空氣，而山坡和河谷中的暖濕空氣被迫抬升，形成夜雨。
特定的大氣條件。如四川盆地周圍被群山環繞，盆地內接受太陽照射時間較短，加之分布有眾多水面，白天吸收太陽輻射受到限制。到了夜晚，周圍山上輻射冷卻加快，冷空氣下沉，盆地內暖空氣上升，形成溫差和不穩定的大氣條件，促進夜雨的形成。