Damit eine Konvektionszelle in einer Flüssigkeit aufgestellt werden kann, muss sie von unten beheizt werden und Wärme von oben abstrahlen können. Konvektionszellen treten auf, wenn ein bestimmtes Flüssigkeitspaket darin eingeschlossen wird ein Kreislauf von Heizen und Kühlen, wodurch es steigt und fällt.
Flüssigkeiten werden beim Erhitzen weniger dicht, daher sind heißere Flüssigkeiten pro Volumeneinheit leichter als die gleichen Flüssigkeiten, wenn sie kälter sind. Da Flüssigkeiten fließen können, tendiert eine von unten erwärmte Flüssigkeit dazu, nach oben zu fließen, weg von der Hitze, und verdrängt jede kältere Flüssigkeit darüber. Da die heißere Flüssigkeit aufsteigt, muss die kältere Flüssigkeit nach unten verdrängt werden, um sie näher an die Wärmequelle zu bringen. Gleichzeitig kühlt die heißere Flüssigkeit, weg von der Wärmequelle, ab, da sie Wärme an die Umgebung abstrahlt.
Konvektionszellen können sich leicht in offenen Behältern bilden, beispielsweise in einem Topf auf einem Herd. Sie bilden sich jedoch auch unter anderen Bedingungen in sehr unterschiedlichen Maßstäben. Große Gewitterwolken sind Beispiele für Konvektionszellen, bei denen warme Luft von der Erdoberfläche durch das Zentrum der Wolke aufsteigt und kalte Luft entlang der Außenseite fällt. Konvektionszellen verursachen auch eine sogenannte Granulation auf der Sonnenoberfläche.
