Pour qu'une cellule de convection soit installée dans un fluide, elle doit être chauffée par le bas et pouvoir émettre de la chaleur par le haut. Les cellules de convection se produisent lorsqu'un paquet particulier de fluide est piégé dans un cycle de chauffage et de refroidissement, le faisant monter et descendre.
Les fluides deviennent moins denses lorsqu'ils sont chauffés, de sorte que les fluides plus chauds sont plus légers par unité de volume que les mêmes fluides lorsqu'ils sont plus froids. Parce que les fluides peuvent s'écouler, un fluide chauffé par le bas a tendance à s'écouler vers le haut, loin de la chaleur, déplaçant tout fluide plus froid au-dessus. Parce que le fluide plus chaud monte, le fluide plus froid doit être déplacé vers le bas, le rapprochant de la source de chaleur. En même temps, le fluide le plus chaud, éloigné de la source de chaleur, se refroidit en irradiant la chaleur dans l'environnement.
Les cellules de convection peuvent facilement se former dans des récipients ouverts, comme une casserole sur une cuisinière. Ils se forment également dans d'autres conditions, cependant, à des échelles très variables. Les gros nuages d'orage sont des exemples de cellules de convection, où l'air chaud monte de la surface de la Terre à travers le centre du nuage et l'air froid descend le long de l'extérieur. Les cellules de convection provoquent également ce que l'on appelle la granulation à la surface du soleil.
