馬赫環是超音速氣流內壓縮波和膨脹波相互干涉形成的駐波。馬赫還有兩個重要的發生條件,流體必須為超音速超音速流體內壓力與環境壓力不相等,此外如果需要超音速的流體溫度較高才能用肉眼觀測到。溫度低的馬赫環雖然存在,但是我們看不到。

能超音速飛行的飛機(亞音速民航客機顯然不行)的發動機噴嘴都是收斂-擴張型,噴出的氣體在收斂段由亞音速加速至音速。從最窄處到噴嘴為擴張段,這一段氣流會被加速至超音速,甚至火箭發動機的噴氣速度為數倍音速。雖然理論上亞音速噴嘴也可以支持飛機超音速飛行,因為噴氣溫度高音速也高,而推力是根據噴氣速度來計算而不是音速的倍數也就是馬赫數。噴管中的最窄截面積決定了發動機的通氣量,而噴嘴面積和最窄截面積之比決定了最終噴氣速度。
通常超音速噴嘴都可以調節這兩個截面積來控制推力。臺風戰斗機的發動機EF200加力燃燒室加力燃燒室,“鐵皮”是火焰穩定期當飛機的加力燃燒室開啟時,燃氣中未完全耗盡的氧氣會被繼續注入燃油燃燒。燃氣達到更高的溫度。這時噴出的燃氣呈明亮的紅熱狀態。
假如這時噴嘴處的噴氣壓力和外界不相同,恭喜你,你將看到明亮耀眼的馬赫環。噴出的超音速流體壓力高于環境壓力,會直接膨脹,而膨脹后壓力又比環境低了,再被壓縮,再膨脹。噴出的超音速氣流由于壓力低于環境,會形成一道激波并被劇烈壓縮。在這道激波壓縮后,壓力反而又高于了環境壓力,會再形成膨脹波。然后再被壓縮,再膨脹。循環下去,所以人能看到一道規律的鉆石狀馬赫環。
也就是說只要噴出的超音速流體只要壓力不等于環境壓力,就會形成「膨脹-壓縮-膨脹-壓縮……」的循環現象,唯一的區別是,第一道波是激波壓縮還是直接膨脹。所以不管是哪種情況,看起來都差不多。