浮力所引发之自然对流可能是层流或乱流，自然对流基本上处在不稳定的情况，由开始发生对流时之层流逐渐上升转移至乱流，其层流与乱流之转移随浮力与黏滞力之相对比值大小而定，通常以葛瑞斯何夫数或雷里数表达之。雷里数之定义如下： 其中，Gx为葛瑞斯福(Grashof number)，Pr为普郎特数（参见 Prandtl number）。 一般言之，层流转移至乱流发生于临界雷里数 ，其值约为109， 则为对流发生原点至x距离处之雷里数，其定义为： 以上二式之g为重力加速度；β为流体之热膨胀系数；v为运动黏度；而△T为固体表面温度与边界层外流体之温度差。