La tromba d'aria diventa tromba marina quando si sposta sul mare o, comunque, su uno specchio d'acqua. La parte superiore della tromba marina ha velocità diversa dalla parte inferiore per cui il vortice d'aria finisce con l'inclinarsi e con lo spezzarsi ponendo fine al fenomeno.
Il fatto che la proboscide sia poco estesa non significa che il vortice d'aria non è in contatto con il terreno: la nube a imbuto quindi non è il tornado, ma solo una manifestazione visibile di esso; la mancata discesa dell'imbuto fino a terra può evidenziare la scarsa intensità della tromba o può indicare aria non molto umida nei bassi strati.
La proboscide è una nube a tutti gli effetti formata da goccioline d'acqua: l'aria calda e umida viene risucchiata nella parte inferiore del vortice; poichè all'interno del tornado la pressione è molto bassa, l'aria, appena entrata nell'imbuto, si espande. Questa espansione ne provoca il raffreddamento e quindi la condensazione. Tale ciclo, continuamente attivo durante la vita di un tornado, dà luogo a un processo di condensazione violento e tumultuoso.
Tuttavia, invece della nube a imbuto che raggiunge il suolo, il tornado può essere evidenziato da una nube rotante di polvere e detriti che si forma attorno alla base del vortice e al livello del terreno. Questa nube non si origina mediante condensazione: ecco quindi la differenza tra la nube a imbuto del tornado e la nube di detriti. Se la base del temporale assume una tinta rossastra il risucchio è già attivo con sollevamento di polvere e detriti nei bassi strati in trasporto verso l'alto che "coloreranno" le nubi ad immediato contatto.
Il meccanismo di formazione di una tromba marina, è di norma più semplice di quello di una tromba d'aria, in quanto è sufficiente la presenza di un cumulo congesto e non di un cumulonembo in fase matura. La formazione di questi fenomeni deriva soprattutto dall'elevata temperatura della superficie marina, che può fornire notevole energia a sistemi nuvolosi in apparenza di scarsa consistenza portando al contrasto aria calda ascendente (marina) e aria fredda discendente (della perturbazione), dando quindi origine a moti vorticosi favoriti anche dall'assenza di corrugamenti ed ostacoli in mare.
In questa situazione la forma della tromba d’aria sarà assottigliata, molto contorta e poco potente, ma tuttavia in grado di provocare danni significativi a persone o cose. Queste trombe marine sono dette "waterspout" e sono tipiche dell'Italia e dell'Europa. Però capita ogni tanto che forti temporali a supercella si formino al largo e si spostino verso la terraferma. In queste circostanze, alla base della tempesta, si formano delle potenti trombe marine, dette "tornadiche".
La loro genesi è identica a quella dei forti tornado mesociclonici e i loro effetti sono altrettanto devastanti per le zone costiere.Le trombe si formano con maggiore frequenza sui mari caldi (ad esempio sul Mediterraneo) e nelle zone delle calme equatoriali, cioè dove sono più alte le probabilità di formazione dei sistemi nuvolosi temporaleschi. In zone con acque fresche, come l’Europa occidentale, sono piuttosto rare e quando si formano generano più sorpresa e meraviglia che spavento data la loro scarsa dimensione. La frequenza è minima tra i 10° ed i 20° di latitudine ed è media tra i 30° ed i 40°. Oltre i tropici la frequenza massima si verifica nei mesi fra il termine dell'estate e l'inizio dell'autunno, nella zona temperata in estate. In Italia le trombe marine sono molto frequenti e le zone più battute sono il Friuli, la costa meridionale abruzzese, lo stretto di Messina, la costa laziale, ligure e toscana. Essendo difficilmente segnalate da qualsiasi tipo di fonte, è impossibile fornire con precisione dati statistici sulla loro incidenza.