火山灰由巖石碎片、礦物晶體和火山玻璃組成，在火山噴發期間形成，直徑小于 2 毫米（0.079 英寸）。 火山灰一詞也經常泛指所有爆炸性噴發產物（正確稱為火山灰），包括大于 2 毫米的顆粒。 火山灰是在火山噴發期間形成的，當時巖漿中溶解的氣體膨脹并猛烈地逸出到大氣中。 氣體的力量粉碎了巖漿并將其推入大氣層，在那里它凝固成火山巖和玻璃碎片。 當巖漿在巖漿噴發期間與水接觸時也會產生灰燼，導致水爆炸性地閃蒸成蒸汽，導致巖漿破碎。 一旦進入空中，火山灰就會被風吹到數千公里之外。

由于分布廣泛，火山灰會對社會產生許多影響，包括動物和人類健康、航空中斷、關鍵基礎設施中斷（例如電力供應系統、電信、供水和廢水網絡、交通）、 xxx產業（例如農業）、建筑和構筑物。

火山灰是在火山爆發和巖漿噴發過程中形成的，也可能是在火山碎屑密度流輸送過程中形成的。

當巖漿在上升時減壓，使溶解的揮發物（主要是水和二氧化碳）溶解成氣泡時，就會發生爆炸性噴發。 隨著更多的氣泡成核，會產生泡沫，這會降低巖漿的密度，從而加速它在管道中向上移動。 當氣泡占據噴發混合物的 ~70–80 vol% 時，就會發生碎裂。 當碎裂發生時，劇烈膨脹的氣泡將巖漿撕裂成碎片，這些碎片被噴射到大氣中，在那里它們凝固成灰燼顆粒。 破碎是一種非常有效的灰分形成過程，即使不加水也能產生非常細的灰分。

火山灰也是在巖漿噴發時產生的。 在這些噴發期間，當巖漿與水體（如大海、湖泊和沼澤）、地下水、雪或冰接觸時，就會發生碎裂。 當比水的沸點高得多的巖漿與水接觸時，會形成絕緣蒸汽膜（萊頓弗羅斯xxx應）。 最終，這種蒸汽膜會坍塌，導致冷水和熱巖漿直接耦合。 這增加了熱傳遞，導致水的快速膨脹和巖漿破碎成小顆粒，隨后從火山噴口噴出。 碎裂導致巖漿和水之間的接觸面積增加，形成反饋機制，導致進一步碎裂和細灰顆粒的產生。

火山碎屑密度流也會產生灰粒。 這些通常是由熔巖圓頂坍塌或噴發柱坍塌產生的。 在火山碎屑密度流中，當顆粒劇烈碰撞時會發生顆粒磨損，導致顆粒尺寸減小并產生細粒灰顆粒。 此外，由于流動中的熱量守恒，在浮石碎片的二次破碎過程中會產生灰燼。 這些過程產生大量非常細粒的灰燼，這些灰燼從火山碎屑密度流中以共燃灰燼羽流的形式去除。

火山灰的理化特性主要受火山噴發方式的控制。 火山顯示出一系列噴發類型，這些類型受噴發巖漿的巖漿化學、晶體含量、溫度和溶解氣體控制，可以使用火山爆發指數 (VEI) 進行分類。 玄武巖成分的噴發 (VEI 1) 產生小于 105 立方米的噴射物，而流紋巖和英安巖成分的極度爆炸性噴發 (VEI 5+) 可以向大氣中注入大量 (＞109 立方米) 的噴射物。

火山灰中存在的礦物質類型取決于噴發巖漿的化學性質。 考慮到在硅酸鹽巖漿中發現的最豐富的元素是硅和氧，火山噴發期間產生的各種類型的巖漿（以及火山灰）最常根據其二氧化硅含量來解釋。 玄武巖的低能噴發會產生一種特征性的深色火山灰，其中含有約 45-55% 的二氧化硅，通常富含鐵 (Fe) 和鎂 (Mg)。 xxx爆炸性的流紋巖噴發會產生二氧化硅含量高 (>69%) 的長英質灰，而具有中間成分的其他類型的灰（例如安山巖或英安巖）的二氧化硅含量在 55–69% 之間。

火山活動期間釋放的主要氣體是水、二氧化碳、氫氣、二氧化硫、硫化氫、一氧化碳和氯化氫。