首先，我们要牢记什么是空气。正常的空气成分按体积分数计算是：氮(N2)约占78%，氧(O2)约占21%，稀有气体约占0.939%(氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氡Rn),二氧化碳(CO2)约占0.031%，还有其他气体和杂质约占0.03%，如臭氧(O3)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、水蒸气(H2O)等。
空气的成分比例不是一层不变的，两个例证：高原缺氧、一氧化碳中毒，前者空气的质量变了，后者空气的成分变了。所以，它会受环境的变化而变化。
氧气的密度为1.429 g/L(0℃，101.325kPa)，而氧化碳的密度1.997g/L(0℃，101.325kPa)，二氧化碳的质量比氧气大，同体积下二氧化碳比氧气重。标准大气压下，在0℃，20℃，25℃时的水溶性(在水中的溶解性)，氧气分别是(体积比)1:0.04889，1:0.03102，1:0.02831;二氧化碳分别是(体积比)1:1.713，1:0.878，1:0.759;温度越高，氧气和二氧化碳的水溶性越低;温度越低，氧气和二氧化碳的水溶性越高;二氧化碳的水溶性高于氧气。二氧化碳的熔点-56.6℃，沸点-78.5℃。
在有了以上知识铺垫，现在说冷空气怎么形成。冷空气主要在北极圈和南极圈内形成，半年时间没有阳光，热量收入少支出多，温度下降，在其中的任何物质都变冷，空气也变冷了，形成冷气团。
冷气团为什么会移动?冷气团实际上应该看成氮气团、氧气团、二氧化碳气团、其他稀有气体团交织在一起构成的。空气成分的比例是大致固定的，比如说二氧化碳(CO2)约占0.031%，这是一个长期平均值，它并不是一直保持在这个比例，而是会上下小浮动，最后趋于平均值。比如你在密闭的房间里，吸入氧气，呼出二氧化碳，那么房间的空气成分比例就变了，氧气越来越少，二氧化碳越来越多，你打开房间窗户，通风一段时间后，房间里的空气就会和外面一样。
在北极和南极，有温度极低的地方，人类有测量到的最低温度已经低过了-70℃，比二氧化碳的熔点还要低，有部分二氧化碳变成了固体，不再停留空气中;温度越低，二氧化碳的水溶性越高，同样的，有部分二氧化碳溶解到了水里，不再停留空气中;这两个原因使得空气中的二氧化碳气团变少了，地球是一个整体，气团是连通的，这种情况下，为了维持空气成分的固定比例，周边的二氧化碳气团必然向这个空缺的地方涌来;这就形成了最初的动力。整个空气团在二氧化碳气团的带动下，自上向下的流动，在靠近地面的地方，除了二氧化碳气团在固化、液化、溶解，其它气团都在往外扩散，这一切都在非常缓慢的情况下进行着;在温度超出二氧化碳熔点沸点的边界处，其它气团不再四面八方扩散，而是向上扩散，填补高空中由于二氧化碳气团流动产生的其它气团空缺。这样形成了一个小闭环。
