La variété undulatus se caractérise par des bandes ou crêtes parallèles et régulières donnant à la couche nuageuse un aspect ondulé similaire à la surface de la mer. Elle s'observe dans les stratocumulus, les altocumulus, les altostratus et les cirrocumulus.
Les ondulations sont produites par des ondes de gravité atmosphériques : des perturbations se propageant à la frontière entre couches d'air de densité ou vitesse différentes. Le vent génère crêtes et creux, et le nuage se forme aux crêtes (où l'air monte et se refroidit) tandis qu'il se dissipe dans les creux. La longueur d'onde typique va de 1 à 10 km, et leur régularité en fait l'une des formations nuageuses les plus photogéniques.