São nuvens densas com a forma de camadas cinzentas, normalmente escuras e ocultando totalmente o Sol, acompanhadas de precipitação (nimbus em latim significa «chuva»).

Formam-se em massas de ar com alguma instabilidade, quando a humidade é moderada ou alta e a temperatura é relativamente elevada, e estão normalmente associadas a frentes quentes ou oclusas. A evaporação da água da chuva torna normalmente a visibilidade baixa, podendo-se formar uma camada inferior de nuvens ou de nevoeiro por debaixo dos nimbostratus, se o ar ficar saturado.