有些科學家認為，我們平時常見的天空中普通的雲彩一旦與地震聯繫起來的時候，就會表現出不同的特徵，形成某些特殊的形態，科學家把這類雲稱為“地震雲”。迄今為止，人們認為地震雲都是出現在地震發生之前，有的地震雲出現在距離震中很近的上空，有的地震雲卻遠離震中幾千千米甚至上萬千米。如果真的能觀測到地震雲，那麼對於人類研究地震雲出現的規律、預防地震的危害有十分重要的意義。但是也有一些科學家始終不相信有地震雲，認為那些雲彩的出現與地震的發生只不過是偶然的巧合。所以究竟有沒有地震雲，如果有，它與地震是什麼關係？它的形成機制是什麼？這些成了科學界亟待探討的問題。
日本是地震雲記載最多的國家之一，所以日本學者率先對它進行了研究和解釋。日本九州大學的真鍋大覺副教授認為：地震之前，地球內部積聚了巨大的能量，一部分能量轉化成熱量，並加熱空氣，使其成為上升的氣流，使10000米高空的雨雲形成細長的稻草繩狀的地震雲。
我國氣象地震研究人員對此提出了質疑。首先，距離海平面1萬多米的高空，一般上升的氣流是達不到的，就算是火山噴發、核彈爆炸，產生的氣流也達不到這樣的高度。而且強烈的對流一般都是呈柱狀或蘑菇狀等垂直方向發展的對流體，不可能形成水平方向的細長帶狀雲。
其次，按照真鍋大覺的理論，地震雲應該出現在地震震中的上空，我國大氣物理學家顧震潮先生也認為，地震雲居震中最遠不超過3000米，然而根據有關報道，有人在距離震中幾千千米以外看到了地震雲，甚至有人隔著半個地球的距離也看到了地震雲，這就與之前的理論形成了矛盾。
第三，地球岩石的熱傳導是極其緩慢的，地球內部因地震所積累的能量想要加熱大氣不是非常容易的。
我國學者呂大炯對於地震雲的形成提出了下列解釋理論：他認為地震雲除了可能出現在震中區上空之外，也可能出現在那些遠離震中區而又有應力集中的斷裂帶上空。這些斷裂帶的應力本來就集中，當受到震中區因震前容積增大而傳遞來的應力時就更加集中了。強應力作用使斷裂帶的岩石發生擠壓摩擦，造成熱量增加。熱流通過斷裂帶不斷溢出地面並上升到高空，形成條帶狀地震雲。呂大炯還提出，地熱傳遞給大氣不一定要通過氣流的形式，還可以通過輻射的方式來加熱斷裂帶上空的各種微粒。呂大炯還認為，震中區處於某些應力高度集中的斷裂帶交匯區，應力隨距離而衰減，因此形成了輻射狀地震雲。
我國學者呂大炯的理論更好地解釋了地震雲的某些特徵，但是這些理論仍然是帶推測性質的，還沒有得到驗證。應力能否傳遞幾千千米，也令人懷疑。
關於地震雲的成因，除了上述假說外，還有人提出了感應性磁場說、氣體分子電離說、震源電場說等。這些理論雖然對地震雲的形成做出了一定解釋，但是依然只是猜想，缺乏客觀的觀察數據。學術界因此一直懷疑地震雲的存在，甚至有人完全否定了地震雲的存在。1976年我國的唐山大地震之前，我國的地震工作者在震中和非震區都沒有發現雲彩異常的變化。地震雲是否存在還是一個謎團。