Le mot lui-même vient du domaine de l'observation radar. En effet, les radars météorologiques utilisant l'effet Doppler ont permis de voir le mouvement des gouttelettes de pluie à l'intérieur des nuages, ce qui a amené la détection de rotations à l'intérieur de ceux-ci. Avant l'avènement de ces données, il était possible de deviner sa présence par la formation d'un écho en crochet dans les réflectivités. En effet, une coupe horizontale à bas niveau dans une orage supercellulaire passe à travers le courant descendant à l'arrière du nuage et celui ascendant à l'avant. Le premier est chargé de pluie ou de grêle et le second n'est pas encore saturé. S'il y a rotation, le courant descendant s'enroule autour du courant ascendant.
En général, les mésocyclones vont être repérés dans le flanc arrière droit d'un orage super-cellulaire et dans certaines portions d'une ligne de grain. L'air dans un mésocyclone effectuent une rotation mais comme le radar ne peut voir que les vitesses radiales, seules les portions où les vitesses s'éloignent et se rapprochent du radar seront visibles. Le mésocyclone prendra donc l'aspect d'une zone où les vitesses changent de direction sur une distance très courte et ayant une forme plus ou moins circulaire. Ces deux zones seront séparées par une ligne où les vents sont nuls, car les vents y sont perpendiculaires au faisceau radar. Cette ligne de vents nuls sera plus ou moins dans l'axe allant au radar.
Si on est assez près d'un orage, il est parfois possible de voir certaines parties de ce dernier en rotation, surtout le "nuage mur" à la base ("wall cloud" dans l'image du début de l'article), ce qui indique la présence d'un mésocyclone.