A Kelvin-Helmholtz felhők a légkörben található két eltérő sebességű és sűrűségű légréteg közötti határfelület mentén alakulnak ki. Ezek a felhők a Kelvin-Helmholtz instabilitás következtében jönnek létre, amikor a felső légréteg gyorsabban mozog az alsó rétegnél.

A felhők megjelenése hullámokra emlékeztet, amelyek a tenger vagy az óceán felszínén láthatók, és gyakran "tengeri hullám felhőknek" is nevezik. A forma akkor alakul ki, amikor a gyorsabban mozgó réteg a lassabb réteg fölött elkezd turbulens áramlatokat kialakítani, amelyek hullámokat létrehozó örvényeket eredményeznek.

A Kelvin-Helmholtz felhők gyorsan alakulnak ki, és gyorsan is tűnnek el, általában csak néhány percig vagy rövidebb ideig láthatók.