烏雲之所以呈現黑色，主要是由於雲中的水汽和大小不同，以及雲層的厚度影響。在晴朗的天氣下，雲由較小的水珠組成，這些水珠主要對光線進行散射，因此即使雲層較厚，對光線的影響也不是很大，雲看起來是白色或灰色。然而，當天氣變壞，尤其是快要下雨時，雲中的水汽會聚集成較大的水珠或冰晶，這時光線主要以折射的方式穿過雲層，對光線的削弱作用更加明顯。
此外，烏雲通常比較厚，雲中的液滴密度上升，這使得雲層能夠吸收更多的光線，減少了穿透雲層的光線量，降低了雲的亮度。當光線無法穿透這些較厚且密度較大的雲層時，雲就會顯得暗淡，甚至呈現出灰黑色。因此，烏雲的“黑色”實際上是由於光線被雲層中的水汽和較大的水珠或冰晶吸收和散射，導致光線無法到達地面，從而在視覺上形成了黑色的印象。