音爆雲的形成原理涉及超音速飛行時產生的特殊物理現象，當飛行器的速度達到或超過音速時，會壓縮周圍的空氣，導致空氣中的溫度和壓強急劇升高，在飛機迎風面及其附近區域形成一個激波面，也稱為音錐，這個激波面會導致空氣中的水蒸氣凝結成微小的水珠，形成雲霧狀的凝結現象，即音爆雲。
音爆雲的形成與幾個關鍵因素有關，包括飛行器的速度、空氣的濕度以及飛行的高度，在低飛行高度和潮濕空氣中，音爆雲更易於形成，因為這些條件下的空氣密度和濕度較高，有助於形成更明顯的雲霧效果。音爆雲通常在突破音障時出現，這種現象並不總是伴隨著音爆聲，但它們共同標誌著飛行器速度達到或超過音速的時刻。