Eine Kaltfront markiert die Grenze zwischen zwei mit einem Tief verbundenen Luftmassen. Wolken, Niederschläge und manchmal auch Gewitter kennzeichnen eine Kaltfront. Wie ihr Name sagt, führt der Durchgang einer Kaltfront zu einem Temperaturrückgang.
Eine Kaltfront markiert die Grenze zwischen warmen und kalten Luftmassen. Dabei verdrängt die kalte Luft die wärmere Luft am Boden. Da die kalte Luft dichter ist als die warme Luft, schiebt sie sich unter die warme Luft, sodass letztere zum Aufsteigen gezwungen wird. Während des Durchgangs einer Kaltfront dreht der Wind nach rechts und verstärkt sich (meist von Südwesten nach Nordwesten), die Lufttemperatur sinkt abrupt und der Luftdruck beginnt zu steigen. Auf den Bodenwetterkarten werden Kaltfronten durch eine blaue Linie mit Dreiecken dargestellt. Sie sind in der Regel auch durch einen Knick im Druckfeld («Isobaren») markiert.
Durch den von der Kaltfront verursachten Aufstieg der wärmeren Luftmasse bilden sich Wolken, die oft Niederschläge bringen. Je nach Aktivität der Kaltfront, die vor allem durch den Temperaturunterschied zwischen Vorder- und Rückseite der Front bestimmt wird, ist die Instabilität mehr oder weniger ausgeprägt. Normalerweise besteht eine Kaltfront aus Nimbostratus-, Altocumulus- und Stratocumulus-Wolken. In Kaltfronten bilden sich oft auch Cumulonimbus-Wolken, die vor allem im Sommer heftige Gewitter auslösen können.
Das Wetter nach dem Frontdurchgang ist nach kurzfristiger Wolkenauflösung (postfrontale Aufhellungen) geprägt durch sogenanntes «Rückseitenwetter». Wenn die Kaltfront von sehr kalter Luft in der Höhe begleitet wird, führt dies dazu, dass die Luftsäule instabil wird. Das heisst, die Lufttemperatur nimmt mit zunehmender Höhe rasch ab. Dies führt zu Bildung von Cumulus-Wolken, die Schauer verursachen. Aufhellungen wechseln sich mit Regen- oder sogar Graupelschauern ab. Man spricht in diesem Fall von Aprilwetter. Wenn die Luftschichten sehr instabil sind, können sich auch Cumulonimbus-Wolken bilden, die dann zu Gewittern führen.
Es lassen sich zwei Haupttypen von Kaltfronten unterscheiden: Die Kata-Kaltfront und die Ana-Kaltfront. Charakteristisch für eine Kata-Kaltfront ist die relativ trockene Luft in grosser Höhe. Dies verhindert die Ausbreitung der Wolken weit hinter der Front, sodass die Niederschläge vor oder direkt an der Front niedergehen. Bei einer Ana-Kaltfront ist die Luft in der Höhe feuchter und instabiler. Die Niederschläge konzentrieren sich mehr auf die Frontrückseite und fallen grösstenteils in der Kaltluft.
Oft folgt auf eine Kaltfront eine zweite, schwächere Kaltfront, die «sekundäre Kaltfront» genannt wird. Diese Fronten sind in der Regel mit polarer Luft verbunden: Die sekundäre Kaltfront markiert die Grenze zwischen der Kaltluft (der ersten Kaltfront) und der noch kälteren Polarluft.
Einige sogenannte «seichte Kaltfronten» führen kalte Luft nur in relativ geringer Höhe mit sich. Sie sind daher weniger instabil und relativ wenig aktiv. Die kalte Luft auf der Frontrückseite stabilisiert die Luftmasse rasch und verhindert die Bildung von Schauern.
Eine «maskierte Kaltfront» bezeichnet die Grenze zwischen relativ milder Meeresluft und einer kälteren Luftmasse. In den unteren Schichten ist die Luft auf der Rückseite der maskierten Kaltfront wärmer als die Luft vor ihr. Dies lässt sich vor allem im Winter beobachten, wenn in den unteren Schichten oft kältere Luft liegt und die Temperatur in der Höhe höher ist. Man spricht dann von einer Inversionslage. Wenn eine von relativ milder Meeresluft begleitete Kaltfront auf diese ausgekühlte, kältere Luft in den unteren Schichten trifft, kann es nach dem Durchgang der Front am Boden zu einem Temperaturanstieg kommen.