Grad spada u hidrometeore, koji po fizičkom izgledu predstavljaju ledene lopte ili grumeni, čiji se prečnik mjenja od 5 do 50 mm i više. Ove ledene tvorevine padaju ili odvojeno ili spojene u većim nepravilnim komadima. 

Grad pada iz kumulonimbusa (Cumulonimbus Cb) koji se uzdiže do velikih visina, nerjetko probijajući i tropopauzu. Dinamička i makrofizička struktura gradonosnih oblaka nije do danas dovoljno ispitana. S obzirom na veliku raznolikost kretanja vazduha u kumulonimbusu nemoguće je opisati sve sile koje u njemu djeluju kao ni uzroke pojave sila. To je teškoća egzaktnih teorija o obrazovanju i izlučivanju pljuskovitih padavina i grada. Naučna disciplina koja proučava sile koje izazivaju kretanja vazduha u kumulonimbusu naziva se Dinamika kumulonimbusa.

Zrna grada su ili potpuno providna, ili su naizmjence sastavljena iz providnih ili mutnih snijegu sličnih slojeva, pri čemu su providni slojevi bar 1 mm debljine. Slojeva ima najčešće pet, a katkad i dvadeset. Slojeviti porast grada može se vršiti i opkoljavanjem zrna grada vodenom parom, koja se na njemu taloži i sublimira. Veličina zrna grada je promjenjiva. Najčešće su zrna grada koja imaju prečnik od nekoliko milimetara do 1 cm. Ponekad zrna grada imaju prečnik od 2 do 3 cm. Pri naročito jakom padanju grada veličina zrna je bila kao golubije jaje, pa čak ponekad i kao kokošije jaje. Teža zrna od 500 grama, prema dosadašnjim zabilježenim podacima, rijetko su padala, a sasvim izuzetno bila su teška 1 kg. Ali, prema zabilježenim podacima u Kini 1902. godine, izmjerena je težina zrna grada od 4,5 kg sa prečnikom od 21 cm. Šteta, koju izaziva padom i udarom na površinu, je u direktnoj zavisnosti od prečnika palih zrna grada.

Grad pada gotovo isključivo pri jakom i dugotrajnom nevremenu sa grmljavinom, ali nikad pri temperaturi ispod 0°C (pri zemljinoj površini). Ustanovljeno je da grad pada uvjek na dugačkoj ali usko ograničenoj površini. Sem toga, u pojedinim predjelima grad pada često, dok ima izvjesnih oblasti u kojima je padanje grada veoma rijetka pojava. Ovo svakako zavisi od orografije pojedinih oblasti. Orografija i nadmorska visina terena utiču na proces stvaranja grada kroz uticaj pojačane turbulencije u prizemnom sloju atmosfere, i povećanjem visine konvektivnih oblaka. Grad najčešće pada na umjerenim širinama, nad kopnom dok intenzitet opada ka polovima i ka ekvatoru. Najjači intenzitet grada, kako po dužini padanja tako i po veličini zrna, je u tropskim predjelima. U polarnim predjelima padanje grada nije osmotreno.

Gradonosni oblaci – kumulonimbusi (Cumulonimbusi Cb) se formiraju pri vremenskim nepogodama u nestabilnoj (labilnoj) atmosferi. Atmosfera se može nalaziti u tri različita ravnotežna stanja: stabilnom, labilnom i indiferentnom, što zavisi od veličine termičkog gradijenta. U stabilnom ravnotežnom stanju atmosfera se nalazi onda kada je termički gradijent manji od adijabatskog gradijenta temperature, tj. manji od 1˚C na 100 m visinske razlike. U stabilnoj atmosferi nema vertikalnih strujanja vazduha od zemljine površine prema visini. Mogu postojati horizontalna slaba strujanja, a isto tako i silazna strujanja. Takvi slučajevi su u tzv. anticiklonima. Naročito je velika stabilnost vazduha kada u atmosferi postoje inverzijski slojevi temperature. Tada se topao vazduh nalazi iznad hladnijeg vazduha, a kako je topliji vazduh specifično lakši od hladnijeg, to će on plivati iznad hladnijeg vazduha. U takvoj atmosferi ne mogu se obrazovati uzlazne vazdušne struje. U labilnom ravnotežnom stanju atmosfera se nalazi kada je termički gradijent veći od adijabatskog gradijenta, tj. veći od 1˚C na 100 m visinske razlike. U labilnoj atmosferi postoje vertikalna uzlazna vazdušna strujanja. To je slučaj u vazdušnim depresijama, odnosno u ciklonima. U indiferentnom ravnotežnom stanju atmosfera se nalazi kada je termički gradijent ravan adijabatskom gradijentu, tj. ravan 1˚C na 100 metara visinske razlike. U indiferentnoj atmosferi nema nikakvih vazdušnih strujanja.

Opšte je poznato da su nepogode sa pojavom grada uslovljene intenzivnom frontalnom dinamikom i termičkim stanjem atmosfere. Prodori hladnog i vlažnog vazduha preko pregrijanog kopna uslovljavaju izrazitu nestabilnost i jak razvoj konvektivne oblačnosti. Takvi frontalni kumulonimbusi često se razvijaju do visine tropopauze, pa i preko nje, naročito u podnevnim časovima, a prate ih grmljavina, pljuskovi i olujni vjetar. Pojava grada je najčešća u užoj zoni fronta gdje je najjača frontalna dinamika. 
Pojava grada je takođe veća u zoni iza fronta nego ispred fronta što se objašnjava razvojima visinske doline i ciklona u hladnoj masi iza fronta. U periodu od maja do juna je 69% frontalnih nepogoda.