从定义上看，火烧云特指日出或日落时出现的赤色云霞，是大气变化的现象之一。从科学原理上讲，火烧云的形成源于“瑞利散射”大气光学现象。火烧云与朝霞、晚霞本质上是同一种自然现象，形成原理完全相同。简单来说，火烧云可以被视为朝霞或晚霞中色彩特别鲜艳、形态变化极为丰富的“超级版”。并非所有的朝霞或晚霞都能称为火烧云，只有当云霞红得如同烈火燃烧，景象格外壮丽时，才符合“火烧云”的生动描述。

火烧云最常出现在夏季，其绚丽景象的形成，依赖于特定的气象条件组合：首先夏季气温高，高温促使地面水分蒸发旺盛，大气中水汽含量充足，这是成云的基础。其次，强烈的对流活动让云层得以发展、抬升，孕育出形态丰富的云层。特别是在雷雨过后，空气更为洁净，空中悬浮的微小颗粒(气溶胶)增多，为阳光的散射与反射创造了绝佳舞台，使得火烧云的色彩尤为鲜艳夺目。因此，观测火烧云的黄金时机，往往就在夏季雷雨过后的日落或日出时分。

相比之下，冬季气温低，空气中水汽稀少，成云条件不足；春秋两季的水汽和温度条件虽介于夏冬之间，但综合来看，其大气稳定度和对流活跃度通常不及夏季，因此火烧云的出现频率和壮观程度也稍逊一筹。在一天之中，火烧云通常出现在日出或日落时分，此时太阳高度角低，阳光斜穿厚厚的大气层，传播路径变长，这使得波长短的蓝紫光在途中更易被空气中的气体分子、水滴和尘埃散射开，而穿透力强的红橙光则能保留下来，投射到中高空的云层(如高积云)上，云层中的冰晶或水滴反射这些红光，天边便燃起了如同火焰般的赤色云霞。其中，傍晚时分在西方天空更为常见，因为此时大气经过一天的扰动，尘埃、水汽分布状态往往更有利于这一现象的发生。