De acordo com o site ScienceBits, a razão pela qual a respiração é visível em climas frios é devido à condensação criada quando o ar quente e úmido dos pulmões colide com o ar externo mais frio, porque o ar frio não pode reter tanto vapor de água como ar quente, a saturação resultante de vapores de água na atmosfera torna-se visível ao olho humano.
As gotículas de água e minúsculos cristais de gelo que se formam a partir da respiração expelida no ar frio podem ser comparados à formação de neblina e nuvens. De acordo com o site Wonderopolis, a razão pela qual a respiração não é visível em temperaturas altas é porque os vapores de água podem permanecer em uma forma de gás invisível. O ar quente fornece energia para que as moléculas se movam livremente e permaneçam na forma de gás, enquanto o ar frio faz com que as moléculas se agrupem, diminuam e se transformem em um estado líquido ou sólido.
Embora não haja uma temperatura específica na qual a respiração possa ser garantida como visível, 45 F e abaixo é o ponto de inflexão típico. Além disso, quanto maior a umidade relativa, maior a chance de ver a respiração no ar frio. Isso significa que em alta umidade, quando o ar já está cheio de umidade, o termômetro não precisa ler tão frio para ver a respiração no ar.