天空变黑主要与云层有关。天即将下雨时会出现云层，云分为卷云，卷积云，卷层云，积云，积雨云等等，能产生雨的是积雨云，在各种云中积雨云的高度是最低的，对太阳光的遮挡也最强，所以看起来是黑的。

雨、雪、雹子在空中形成过程中。均需要有固体的凝结核，一般就是灰尘等。这样在温度降低到一定程度，水气便附着在其表面上而形成。数量达到一定程度便形成积雨云。云层加厚当然颜色加深了，对阳光的遮挡作用亦得到加强。

我们所见到的各种云的厚薄相差很大，厚度可达七八公里，薄的只有几十米。有满布天空的层状云，孤立的积状云，以及波状云等许多种。

有时云层薄得几乎看不出来，但只要发现在日月附近有一个或几个大光环，仍然可以断定有云，这种云叫做“薄幕卷层云”。孤立的积状云，因云层比较厚，向阳的一面，光线几乎全部反射出来，因而看来是白色的；而背光的一面以及它的底部，光线就不容易透射过来，看起来比较灰黑。 日出和日落时，由于太阳光线是斜射过来的，穿过很厚的大气层，空气的分子、水汽和杂质，使得光线的短波部分大量散射，而红、橙色的长波部分，却散射得不多，因而照射到大气下层时，长波光特别是红光占着绝对的多数，这时不仅日出、日落方向的天空是红色的，就连被它照亮的云层底部和边缘也变成红色了。

由于云的组成有的是水滴，有的是冰晶，有的是两者混杂在一起的，因而日月光线通过时，还会造成各种美丽的光环或虹彩。

很厚的层状云，或者积雨云，太阳和月亮的光线很难透射过来，看上去云体就很黑；稍微薄一点的层状云和波状云，看起来是灰色，特别是波状云，云块边缘部分，色彩更为灰白；很薄的云，光线容易透过，特别是由冰晶组成的薄云，云丝在阳光下显得特别明亮，带有丝状光泽，天空即使有这种层状云，地面物体在太阳和月亮光下仍会映出影子。