事实上，水在沸腾时产生的气泡，主要是水剧烈汽化体积增大的，气泡本身的合并只占体积变大的一小部分贡献。沸腾其实就是达到沸点的水的内部剧烈汽化的现象。从微观角度，其实可以看做液相的水的内部，由于水分子获得了足够的能量（运动速度足够快），因此得以挣脱水分子之间的分子间作用力，使得一团水分子间距变得足够大，这就是形成气相的水（水蒸气）的过程。而一旦产生了气相部分，那么就产生了一个气-液交界面。而由于温度处于沸点，因此在这个交界面上液相内的水分子能够获得能量成为气态，从而进入气相，使得气相部分越来越大。从宏观上来看，就表现为一个气泡出现并增大的过程。当这个气泡足够大以摆脱附着力时，就会上升，并在上升的过程中继续变大，从而成为看到的“大气泡”。当然，气泡呈现圆形那是表面张力的作用。合并对气泡体积影响不大，这是因为气泡是从相对固定的位置依次产生的。沸腾的气泡是从相对固定的位置出现、上升，并越来越大的（几乎没有合并）。最开始形成气相的部分称为“汽化核心”。汽化核心的产生对沸腾的状态很重要，具有充足的汽化核心才能保持连续不断的沸腾。通常情况下，我们会看到气泡是从壶底上产生、增大、上升的。这是由于较为粗糙的湖底会形成局部温度不均的小环境，有一些小环境下的水受热更多，更容易生成汽化核心，因此，沸腾时候气泡的产生位置通常是相对固定的。
水沸腾前，在气泡上升过程中，下面部分的水先受热，温度升高，于是有一部分水汽化成水蒸气，形成气泡，气泡所受到的浮力大于自身的重力，于是气泡上升。这两方面的影响是一致的，最终的现象也是气泡的体积变得越来越大。本质上是一个平衡的问题。在一个存在液体和气体的容器中（就用水和空气做例子吧），空气中的组分实际上是能够溶解于水的。当二者速率一样时，这时候就达到了平衡状态。从微观上看是这样的，由于空气分子在不断的进行运动，那么单位时间内会有一定数量的空气分子从空气“撞入”水中，同时水中一些空气分子也由于热运动而挣脱水的束缚重新进入空中。
从微观角度看沸腾的过程，大体可看到沸腾过程中，随着温度的升高，汽泡里的饱和汽压也越来越大。等到水的温度升高到一定的程度时，汽泡内的饱和汽压增大到等于外部压强时，整个水层处在同一温度下，于是汽泡在上升过程中就不会再发生水汽凝结和体积缩小的现象。由于不断吸热，汽泡周围的水迅速地向汽泡内蒸发，汽泡的体积在上升过程中就不断地增大。最后当汽泡升到水面时裂开，放出大量的蒸汽，此时杯内的水上下翻腾，形成沸腾现象。
