雲在大氣中的作用多種多樣，主要包括保溫和降溫、影響天氣系統、參與水汽和大氣運動等。
雲通過吸收地面散發的熱量並反射回地面，對地球起到保溫作用。同時，雲也反射太陽光至太空，有助於地球的降溫。雲的分布和特性影響地氣系統的輻射能量分配，從而對全球氣候產生重要影響。例如，由冰晶粒子組成的捲雲在地氣系統輻射收支中主要起增溫作用，而其他類型的雲則主要起輻射降溫作用。
地形對雲的發展有顯著影響。當降水天氣系統移進山區時，由於抬升和輻合作用，對流雲和高層雲得到充分發展，形成播種雲。山坡上的持續抬升運動為低層雲維持提供源源不斷的水分。當上層冰晶或雪粒落入山區低雲時，會對其播撒和沖刷，捕捉大量的小水滴，促進造雨過程的發展，形成地形暴雨。
雲的生消演變可以反映出水汽和大氣運動的情況，這些運動對雨、雪、冰雹等天氣現象有重要作用。例如，堡狀高積雲或堡狀層積雲的出現可能預示著雷雨的到來，而捲積雲的出現地區可能會有大風天氣。
此外，中雲因其特殊的地理位置，常常同時包含水雲和冰雲兩種相態。中雲在地氣輻射系統中的作用及程度估算的研究尚不充分，因此對中雲巨觀、微觀物理時空變化特徵的研究有助於更全面地理解其在氣候模式中的作用。