La brume est un amas de fines gouttelettes ou de fins cristaux de glace qui se sont formés sur des particules hygroscopiques microscopique, lorsque l'air est devenu sursaturé par rapport à l’eau ou à la glace, et qui réduisent la visibilité en surface. C'est une des formes de l'eau météoritique.

Par convention, les météorologistes parlent de brume lorsque la visibilité horizontale est plus de un kilomètre et de brouillard si la visibilité est inférieure à un kilomètre^.. Les marins utilisent souvent le terme de brume quelle que soit la visibilité horizontale et le nomment également fumée de mer quand il s'agit de brume d'évaporation.

La composition des brumes est théoriquement identique à celle d'un nuage dont la base toucherait le sol, c'est-à-dire qu'elle peut être enrichie en molécules émises par les végétaux, vapeurs issues du sol ou de la mer et localement par de nombreux polluants de la basse atmosphère (plus ou moins solubles dans l'eau et la vapeur d'eau selon leur tension de vapeur, mesurée par la constante de Henry). On a montré en Amérique du sud que la vapeur de mercure émise par les orpailleurs pouvaient également être portée par les bancs de brume. Le mercure sous sa forme vapeur est toxique, et il est susceptible d'être transformée en méthylmercure (plus toxique encore) par les bactéries du sol et des sédiments.

Au dessus des villes, la brume interfère avec les polluants et poussières. Elle peut subir des modifications photochimiques sous l'effet du rayonnement UV solaire et de la lumière. Elle participe ainsi au smog photochimique ( brumes de pollution). De nuit, éventuellement causée par une accumulation de polluants (nano et microparticules en suspension dans l'air), la brume augmente les halos lumineux qui peuvent constituer une nuisance lumineuse (pour les astronomes et riverains des zones éclairées) et participer au phénomène dit de pollution lumineuse.

Le processus de formation de la brume est identique à celui des nuages et du brouillard. Il résulte du refroidissement d'un volume d'air jusqu'à la condensation d'une partie de sa vapeur d'eau ou par ajout de vapeur d'eau pour atteindre la saturation. La condensation de la vapeur d'eau, en eau liquide ou en glace, se produit initialement autour de certains types de micro-particules de matière solide (aérosols), qu'on appelle des noyaux de condensation ou de congélation^. La différence entre la brume et le brouillard est essentiellement la densité dans l'air des gouttelettes produites et leurs tailles. Dans la brume les gouttelettes sont plus petites et leurs tailles moindre ce qui réduits moins fortement la visiblité^..

Le brouillard est le phénomène météorologique constitué d’un amas de fines gouttelettes ou de fins cristaux de glace, accompagné de fines particules hygroscopiques saturées d'eau, souvent de taille microscopique, réduisant la visibilité en surface. Sa composition est donc identique à celle d'un nuage dont la base toucherait le sol. Par convention, les météorologistes parlent de brume lorsque la visibilité horizontale est supérieure à un kilomètre et de brouillard si la visibilité est inférieure à un kilomètre. Les marins utilisent souvent le terme de brume quelle que soit la visibilité horizontale et le nomment également fumée de mer quand il s'agit de brouillard d'évaporation.
Lorsque les conditions sont réunies, le brouillard peut être givrant : si la température du sol et des objets baignés par la nappe de brouillard est inférieure à 0 °C, les gouttelettes en suspension gèlent en se déposant, formant du givre (ou du verglas sur une chaussée).
Le refroidissement qui mène à la condensation peut résulter d'une perte de chaleur comme la chute de la température la nuit ou par le passage d'une masse d'air au-dessus d'une surface froide. D'autre part, l'enrichissement en vapeur d'eau va se produire dans les précipitations ou près des plans d'eau.
On note donc différents types de brouillards^.
brouillard radiatif : lorsque le ciel est dégagé et les vents faibles, la température près du sol diminue plus rapidement qu'en altitude, en particulier la nuit. Ceci forme une inversion de température qui garde la vapeur d'eau dans une couche près du sol. Lorsque l'air devient saturé dans cette couche, on a formation de brouillard. Celui-ci sera plus ou moins épais selon la couche en inversion. Il peut également être en bancs selon la variation de température locale ;
brouillard d'advection : lorsque de l'air ayant une certaine température et humidité relative passe au-dessus d'une zone ayant une température inférieure, la masse d'air refroidit et la vapeur d'eau condense en brouillard ;
brouillard de précipitations : la pluie, la neige ou tout autre précipitation vont s'évaporer en passant dans une masse d'air qui n'est pas à la saturation. Ceci enrichit l'air en humidité. De plus, l'énergie nécessaire à l'évaporation étant retirée de l'air, ce dernier refroidit. Quand la quantité de vapeur d'eau atteint la valeur de saturation pour la température de l'air refroidi, on a formation de brouillard. Ceci se produit le plus souvent à l'avant d'un front chaud car on y retrouve une inversion de température ;
brouillard d'évaporation : lorsqu'une inversion de température et des vents faibles affectent une région, pas nécessairement la nuit, toute source d'humidité pourra saturer la masse d'air. Ceci se produit fréquemment près des cours d'eau et des lacs où l'évaporation de la couche superficielle sert d'apport de vapeur d'eau (fumée de mer). Les plantes en évapotranspiration et les sources industrielles (comme la fumée d'une usine) peuvent mener à ce type de brouillard également. Cela se produit également en hiver, surtout par temps très froid, alors que l'apport d'humidité des chauffages de maisons et des industries est important. Dans ce cas le brouillard est givrant 
brouillard orographique : par soulèvement de l'air le long d'une pente grâce aux vents, en vertu du comportement des gaz parfaits dans une atmosphère hydrostatique, l'air se refroidit spontanément lorsque la pression baisse et forme du brouillard ;
brouillard d'inversion : des nuages bas pris dans une couche d'inversion près de la surface terrestre peuvent descendre vers celle-ci et donner du brouillard ;
brouillard de vallée : par nuit claire, l'air froid se formant sur les pentes d'une vallée va descendre vers le fond de celle-ci et un brouillard de radiation va en résulter. Cela se produit souvent en hiver.