Wirbel können entweder durch die Anziehungskraft oder durch ungleichmäßige Erwärmung und Abkühlung der Erdoberfläche verursacht werden. Flüssigkeitswirbel werden im Allgemeinen durch die Schwerkraft erzeugt, z. während Gas- oder atmosphärische Wirbel wie Tornados durch die zweite Methode erzeugt werden.
Wirbel werden gebildet, wenn sich zwei Substanzen schnell bewegen, um einander entlang einer vertikalen Bahn zu ersetzen. Bei Flüssigkeitswirbeln sind die Stoffe in der Regel die jeweilige Flüssigkeit und die umgebende Luft. In atmosphärischen Wirbeln sind die Stoffe im Allgemeinen heiße Luft, die zum Aufsteigen neigt, und kalte Luft, die zum Absinken neigt.