Явление состоит в следующем. В плоском сосуде с жидкостью, равномерно подогреваемом снизу, самопроизвольно образуются конвективные вихревые течения, если мощность подогрева превосходит некое критическое значение. Вихри образуют регулярную структуру. Эта структура образуется в результате конкуренции (а также совместного действия) нескольких процессов: теплопроводности, гидродинамической конвекции и теплопередачи. Если мощность подогрева ниже критической, то никаких вихрей не образуется, жидкость остается однородной. Неоднородная регулярная структура возникает сама при увеличении параметра — температуры подогрева; в этом и заключается суть явления. Можно привести много примеров подобного рода: образование перистых облаков, геологических структур и т. п. Усложнение формы зародыша живого организма при его развитии (т. е. морфогенез) относится к тому же классу явлений.
Сейчас также самопроизвольно возникающие образования объединяются под общим названием — диссипативные структуры (термин предложен И.Р. Пригожиным).
Примером самоорганизации во времени является самопроизвольное возникновение автоколебаний. Обыкновенные часы, как известно, стоят, если напряжение пружины ниже критического, но начинают работать в периодическом режиме с определенным периодом, если напряжение выше критического. Примеров таких автоколебательных процессов великое множество. В физике и химии это периодические реакции. В живой природе к таковым относятся все биологические ритмы.
Важный класс явлений пространственновременной самоорганизации — так называемые автоволны (термин предложен Р. В. Хохловым). Наиболее известный и в то же время яркий пример — распространение импульса по нервному волокну. В двухмерной и трехмерной средах (например, в сердечной мышце) это же явление выглядит еще ярче и богаче: тут могут образовываться спиральные волны, тороидальные структуры, концентрические волны и т. п. Здесь, как и в предыдущих случаях, явление исчезает (или возникает) при медленном изменении параметров активной среды.
Особый класс явлений самоорганизации — самопроизвольное возникновение хаоса, а из хаоса — регулярной структуры. Это мы обсудим позже и более детально в связи с генерацией информации.