Proses terjadinya hujan orografis adalah sebagai berikut:
1. Aliran Udara Lembab
Semuanya bermula ketika arus udara lembab yang kaya akan uap air naik dari daerah yang lebih rendah. Hal ini bisa terjadi karena berbagai sebab, seperti konvergensi angin (angin yang bertemu dan bergerak ke atas), perbedaan suhu, atau efek panas matahari.
2. Interaksi dengan Pegunungan
Ketika arus udara lembab ini mencapai pegunungan atau hambatan geografis yang tinggi, udara terpaksa naik untuk mengatasi hambatan tersebut. Saat udara naik, ia mendingin karena tekanan atmosfer yang lebih rendah di ketinggian yang lebih tinggi. Saat udara mendingin, kemampuannya menahan uap air berkurang.
3. Kondensasi
Dilansir dari Met Office, sesampainya di puncak bukit, suhu udara akan turun, dan jika kelembapan udara mencukupi, uap air akan mengembun, membentuk awan, dan akhirnya menghasilkan hujan yang turun di atas bukit.
Pada ketinggian tertentu, udara lembab mencapai titik embun, yaitu suhu di mana uap air mulai mengembun dan berubah menjadi tetesan air atau water drop. Pengembunan ini menghasilkan awan yang disebut awan orografis, yang sering terlihat menempel di sekitar puncak gunung.
4. Curah hujan
Ketika awan orografis terlalu lebat dan tidak mampu lagi menampung uap air, air kondensasi akan jatuh sebagai hujan, salju, atau hujan es tergantung pada suhu dan kondisi pada ketinggian tersebut. Inilah yang disebut dengan hujan orografis. Curah hujan ini bisa sangat melimpah di sisi bawah angin pegunungan, sedangkan di sisi hulu cenderung lebih kering.
Mengutip buku berjudul Water Spatial Management karya Robert J. Kodoatie, dkk, setelah mengalami proses kondensasi, awan akan bergerak menuju daerah yang tekanan udaranya lebih rendah, dan hujan akan turun ke permukaan bumi dalam bentuk air. Kemudian, air hujan akan mencapai permukaan bumi dan meresap ke dalam tanah melalui pori-pori.
Air yang merembes ini akan mengalir ke permukaan bumi, seperti di selokan atau sungai, dan akhirnya mengalir ke laut. Biasanya, sekitar 80% air hujan jatuh ke laut, sedangkan 20% sisanya mengalir ke darat.