Le brouillard de Tule est un brouillard de rayonnement, qui se condense lorsqu’il y a une humidité relative élevée (généralement après une forte pluie), des vents calmes et un refroidissement rapide pendant la nuit. Les nuits sont plus longues pendant les mois d’hiver, ce qui permet une période prolongée de refroidissement du sol, et donc une inversion de température prononcée à basse altitude.

En Californie, le brouillard de tule peut s’étendre de Bakersfield à Red Bluff, couvrant une distance de plus de 650 kilomètres (400 mi). Le brouillard de Tule dérive parfois aussi loin à l’ouest que la baie de San Francisco via le détroit de Carquinez, et peut même dériver vers l’ouest par le Golden Gate, à l’opposé du cours habituel du brouillard côtier.

Le brouillard de Tule se limite principalement à la vallée centrale en raison des chaînes de montagnes qui l’entourent. En raison de la densité de l’air froid en hiver, les vents ne peuvent pas déloger le brouillard et la haute pression de l’air plus chaud au-dessus des sommets des montagnes exerce une pression sur l’air froid emprisonné dans la vallée, ce qui donne un brouillard dense et immobile qui peut durer des jours ou parfois des semaines sans être perturbé. Le brouillard de Tule contient souvent de la bruine légère ou de la bruine verglaçante lorsque les températures sont suffisamment froides.

Le brouillard de Tule est un nuage bas, généralement en dessous de 600 m (2 000 pieds) d’altitude et peut être vu d’en haut en montant dans les contreforts de la Sierra Nevada à l’est ou des chaînes côtières à l’ouest. Au-dessus de la couche froide et brumeuse, l’air est généralement doux, sec et clair. Une fois que le brouillard tule s’est formé, de l’air turbulent est nécessaire pour percer la couche d’inversion de température. Le chauffage diurne évapore parfois le brouillard par plaques, bien que l’air reste froid et brumeux sous l’inversion et les réformes du brouillard peu après le coucher du soleil. Le brouillard de Tule reste généralement plus long dans les parties sud et est de la vallée centrale, car les tempêtes hivernales avec des vents forts et de l’air turbulent affectent plus souvent la vallée centrale du nord.