Hagel ist eine Form von Niederschlag, der aus Eisklumpen besteht und überwiegend in warmen Jahreszeiten und den Mittleren Breiten auftritt. Zur Abgrenzung spricht man erst bei einem Durchmesser von über 0,5 Zentimetern von Hagel bzw. Eishagel, darunter von Graupel. Bei Aggregaten von Schneeflocken mit einem Durchmesser unter einem Millimeter spricht man von Griesel. Ein Tag, in dessen Verlauf es mindestens einmal hagelt, geht als Hageltag in die klimatologische Statistik ein.
Das Wort Hagel (altdeutsch hagal) ist vermutlich verwandt mit dem griechischen Wort κάχληξ káchlēx „Kieselstein“, das auf der indogermanischen Wurzel *kaghlo-s „kleiner Stein“ beruht.
Die ebenfalls gebräuchliche Bezeichnung Schloße für ein Hagelkorn ist namensgebend für den Farbnamen schlohweiß (dissimiliert aus schloßweiß), was also „weiß wie ein Hagelkorn“ bedeutet und einen hellen, fahlen Weißton bezeichnet.
Hagelkörner entstehen in den niedrigeren Schichten von Gewitterwolken bzw. innerhalb einer Gewitterzelle durch unterkühltes Wasser, das an Kristallisationskernen zu Eis gefriert. Diese Kerne müssen dabei in vergleichsweise geringer Zahl vorkommen, so dass die je Kern zur Verfügung stehende Wassermenge ausreichend groß ist, um ein schnelles Wachstum zu ermöglichen. Da es sich also um sehr wasserreiche Wolken handelt, haben die über die jeweilige Phasenumwandlung umgesetzte Kondensationsenthalpie und Kristallisationsenthalpie eine starke Labilität der Temperaturschichtung innerhalb der Wolke zur Folge. Die hierdurch erzeugten starken Aufwinde von durchaus 20 bis 30 m/s sind ein weiterer wichtiger Faktor für die Hagelbildung, denn die Gefrierprozesse haben eine stetige Massenzunahme der Partikel zur Folge. Ohne einen Aufwind würden die Partikel durch die Schwerkraft absinken, sich aus der Wolke entfernen und dadurch nicht weiter anwachsen können.
Es zeigt sich dabei, dass der Aufwind innerhalb einer Wolke unterschiedlich stark ist und Partikel dadurch einen Kreislauf durchfahren können. Zunächst werden sie durch den Aufwind angehoben, danach fallen sie wieder in tiefere Luftschichten, nehmen weiteres Wasser auf, werden abermals nach oben gerissen, und zusätzliches Wasser gefriert an. Dieser Vorgang wiederholt sich solange, bis ein Hagelkorn zu schwer ist, um von den Aufwinden getragen zu werden. Aus der Größe der Hagelkörner kann daher auf die Windstärke im Inneren der Gewitterwolke geschlossen werden, was in der Umkehrung auch zur Prognose von Hageldurchmessern dient.
Die stufenweise Entstehung der Hagelkörner kann an den einzelnen Anlagerungsschichten, aus denen ein Hagelkorn besteht, abgelesen werden. Dabei deuten die klaren Schichten auf eine sehr wasserreiche Umgebung mit dementsprechend schnellem Gefrieren hin, während die trüben Bereiche auf niedrigere Wassergehalte zurückgehen. Die Trübung selbst wird dabei durch unzählige kleine Lufteinschlüsse hervorgerufen. Ist das Hagelkorn letztendlich zu schwer und sinkt aus dem Aufwindbereich ab, so kommt es aufgrund der Größe des Hagelkorns und einer Temperatur von meist unter 0 °C nicht zu einem Aufschmelzen.
Weltweit sind am stärksten die Mittleren Breiten (Gemäßigte Zone) von Hagelereignissen betroffen, insbesondere Zentral- und Südeuropa, die USA, Mexiko, Ostchina, Argentinien, Südafrika und Südost-Australien. Jedoch sind vereinzelt bei entsprechenden Bodengegebenheiten auch äquatornahe Gebiete betroffen, darunter Kenia (insbesondere die Region Kericho) oder Äthiopien. Auch an Gebirgsrändern tritt häufiger Hagel auf, zum Beispiel an den Anden in Peru, Ecuador und Kolumbien oder am Himalaya im Norden Indiens oder in Nepal.
Die Größe von Hagelkörnern variiert stark: Das Schweizerische Hagel-Register unterscheidet elf Intensitätsklassen, die von kleinem Hagel unter 0,5 cm bis zu außergewöhnlich großem Hagel von über 10 cm Durchmesser reichen. Die Masse der Körner schwankt dabei gemäß der Formel
{\displaystyle m={\frac {\pi }{6}}\cdot d^{3}\cdot \rho _{\text{Hagel}}}
{\displaystyle \rho _{\text{Hagel}}=0{,}870\,\mathrm {\frac {g}{cm^{3}}} }
als dem Hageldurchmesser zwischen 0,1 g und mehr als 500 g. Zu Schäden an Autos, Glasscheiben und Zelten kommt es bereits ab einem Durchmesser von etwa 2 cm, bei dem Hagelkörner dieser Größe gemäß der Formel
{\displaystyle v_{\text{Fall}}={\sqrt {{\frac {4}{3}}\cdot {\frac {\rho _{\text{Hagel}}\cdot g}{\rho _{\text{Luft}}\cdot c_{\text{Luft}}}}\cdot d}}}
{\displaystyle \rho _{\text{Luft}}=1{,}2\,\mathrm {\frac {kg}{m^{3}}} ,\ g=9{,}81\,\mathrm {\frac {m}{s^{2}}} ,\ c_{\text{Luft}}=0{,}5}
Fallgeschwindigkeiten von etwa 70 km/h erreichen. Kleinerer Hagel dagegen fällt langsamer, während außergewöhnlich großer Hagel umgekehrt Geschwindigkeiten von weit über 150 km/h erreichen kann: Bei 12 Zentimetern Durchmesser etwa sind es bereits über 170 km/h, mit denen ein solches Hagelkorn aufschlägt und dabei gemäß der Formel
{\displaystyle E_{\text{kin}}={\frac {m}{2}}\cdot {v_{\text{Fall}}}^{2}={\frac {\pi }{9}}\cdot {\frac {{\rho _{\text{Hagel}}}^{2}\cdot g}{\rho _{\text{Luft}}\cdot c_{\text{Luft}}}}\cdot d^{4}\approx 4.319.800\,\mathrm {\frac {J}{m^{4}}} \cdot d^{4}}
eine kinetische Energie von fast 900 Joule besitzt. Wie zu sehen ist, nimmt die Energie der Hagelkörner dabei mit der vierten Potenz ihres Durchmessers zu: ein doppelt so dickes Hagelkorn besitzt dementsprechend bereits das Sechzehnfache an Energie, was die verheerende Wirkung grobkörnigen Hagelschlags erklärt.
Es sei angemerkt, dass die SIA261/1 Ausgabe 2003 in der oben genannten Formel
{\displaystyle c_{\text{Luft}}=c_{\text{w}}=0{,}46}