Le Cumulonimbus (Cb) est le nuage d'orage par excellence. Sa base se situe aux alentours de 300 à 1 000 mètres. Il peut s'étendre verticalement au-delà de 10 000 mètres jusqu'à la stratosphère où son sommet s'étend souvent en formant une enclume.

Il peut s'accompagner de violentes averses, d'orages, d'éclairs, de grêle, de fortes bourrasques de vent et même de tornade(s) lorsqu'il s'agit d'un orage dit "supercellulaire" (le plus violent des orages). Le cumulonimbus est un nuage de la classe des cumulus. Il s'agit en fait de cumulus de très forte extension verticale dont la partie supérieure est constituée de cristaux de glace. Sa formation est favorisée par des conditions chaudes et humides près de la surface, mais plus froides et sèches en altitude.

La formation de l'enclume montre l'étalement du cumulonimbus au niveau de la tropopause, limite entre la troposphère et la stratosphère. Le cumulonimbus est associé à des phénomènes météorologiques qui peuvent être violents : fortes averses, foudre, tornades, très fortes ascendances, grêle. C'est le nuage avec le plus d'extension verticale et l'énergie qu'il renferme peut être impressionnante, les plus gros pouvant rivaliser avec l'énergie d'une bombe atomique. La quantité d'eau qui condense par refroidissement peut atteindre le million de tonnes et les courants ascendant les 40 m/s dans les plus intenses.

Il va de soi que ce genre de nuage est redouté par les pilotes d'aéronefs. Dans la plupart des cas les pilotes contournent les cumulonimbus.