Mây được hình thành chủ yếu ở ba tầng khác nhau của khí quyển: tầng thấp, tầng trung và tầng cao. Ở tầng thấp, tức là từ mặt đất tới khoảng 2 km, ta thường thấy các loại mây như mây tích (Cumulus), mây tầng (Stratus) hay mây vũ tầng (Nimbostratus). Đây là những đám mây có kích thước lớn, màu trắng hoặc xám, thường tạo ra mưa vừa đến lớn và che phủ nhiều khu vực rộng. Mây tầng thấp giữ vai trò quan trọng trong điều hòa nhiệt độ bề mặt Trái Đất và góp phần hình thành các hiện tượng thời tiết như sương mù, mưa nhỏ hay mưa phùn.

Tầng trung kéo dài từ khoảng 2 km đến 6-7 km so với mặt đất, nổi bật là các loại mây trung tầng (Altostratus, Altocumulus). Các đám mây này có màu xám nhạt hoặc xanh dương, nằm cao hơn so với tầng thấp và đôi khi cũng mang theo một lượng nước lớn, gây ra loại mưa đều, không dữ dội. Tuy nhiên, mây tầng trung thường không che phủ hoàn toàn bầu trời mà xuất hiện xen kẽ với mây tầng thấp. Chúng đóng vai trò chuyển tiếp năng lượng từ tầng dưới lên tầng trên, đồng thời tạo những hình ảnh ngoạn mục khi ánh sáng mặt trời xuyên qua các lớp mây dày-thưa khác nhau.

Ở tầng cao từ 6 km đến trên 13 km, mây chủ yếu gặp dạng sợi như mây ti (Cirrus) hoặc mây ti tầng (Cirrostratus, Cirrocumulus). Những đám mây này được cấu tạo từ những tinh thể băng nhỏ, vì nhiệt độ ở tầng khí quyển này rất thấp. Mây tầng cao hiếm khi tạo ra mưa nhưng lại phản xạ và hấp thụ tia sáng mặt trời, góp phần mạnh mẽ vào quá trình điều hòa nhiệt độ khí quyển toàn cầu. Khi ánh sáng đi qua hoặc bị mây tầng cao phản chiếu, nó tạo nên các hiện tượng đẹp mắt như quầng mặt trời hay ánh sáng ráng đỏ lúc bình minh, hoàng hôn. Vì thế, việc quan sát và phân loại các tầng mây không chỉ hữu ích trong nghiên cứu khí tượng mà còn giúp chúng ta cảm nhận thêm vẻ đẹp của thiên nhiê.