Hiệu ứng Twomey mô tả sự tỷ lệ thuận của độ sâu quang học của mây với căn bậc ba của mật độ các hạt nước trong mây, ở điều kiện tổng lượng nước trong một đơn vị thể tích trong mây là không đổi.[1] Theo hiệu ứng này, khi tổng lượng nước không đổi, nếu số hạt nước tăng lên, thì độ sâu quang học của mây cũng tăng theo, và do đó mây sẽ trở nên trắng hơn, phản xạ mạnh hơn bức xạ Mặt Trời.[2] Trong điều kiện tổng lượng nước không đổi, nếu số hạt nước tăng lên, thì buộc kích thước các hạt nước phải nhỏ đi.[3]Trong tự nhiên, lượng nước trong mây có thể không thay đổi, nhưng số hạt nước có thể tăng lên, và các hạt nước nhỏ hơn, khi xuất hiện thêm nhiều các hạt nhân ngưng tụ mây.[4] Các hạt nhân ngưng tụ mây có thể có nguồn gốc từ hoạt động gây ô nhiễm của con người, hoặc các nguồn khói bụi tự nhiên, như hoạt động núi lửa, cháy rừng,... Theo hiệu ứng Towmey, với các nguồn hạt nhân ngưng tụ bổ sung, mật độ các hạt nước ở mây có thể tăng lên, làm tăng độ trắng sáng của mây. Ví dụ, khói xả của tàu thủy trên đại dương, gây ra các vệt ngưng tụ tàu biển, là các vùng mây được làm tăng độ trắng sáng.[5]Hiệu ứng Twomey là cơ sở để thực hiện kỹ thuật tăng sáng mây đại dương, có tiềm năng làm mát Trái Đất.[6]