Bezüglich des Cloud Computings gibt es mehrere pragmatische Definitionsansätze:

So steht das Cloud Computing zum einen für einen Pool aus hochskalierbarer, verwalteter und abstrahierter IT-Infrastruktur, die nicht nur Kundenanwendungen vorhält, sondern sich im Bedarfsfall auch dem Gebrauch entsprechend abrechnen lässt.
Zum anderen umfasst das Cloud Computing On-Demand-Software, zum Beispiel Anwendungen, Entwicklungs- und Managementtools, Middleware und Betriebssysteme sowie On-Demand-Infrastruktur, zum Beispiel Speicher, Rechner und Netze. Diese passen sich dynamisch an die Bedürfnisse von Geschäftsprozessen an. Das umfasst unter anderem auch die Kompetenz, komplette Prozesse zu managen und zu betreiben.
Im Jahr 2009 definierte das „National Institute for Standards and Technology“, kurz NIST, das Cloud Computing auf eine weitgehend akzeptierte Weise. Diesbezüglich kam es zu einer Bündelung verschiedener Definitionsansätze mit drei unterschiedlichen Servicemodellen:

Die Abkürzung IaaS (Infrastructur as a Service) bezeichnet die Tatsache, dass die Rechnerwolken den Nutzern Zugang von virtualisierten Hardware-Ressourcen, zum Beispiel von Netzwerken, Rechnern und Speichern bieten. Mit Hilfe von IaaS ist es den Nutzern möglich, ihre auf virtueller Basis funktionierenden Computer-Cluster selbst zu gestalten und sich diesbezüglich für die Installation, die Auswahl, das Funktionieren und den Betrieb ihrer Software selbst verantwortlich zeichnen.

Dem Servicemodell PaaS (Platform as a Service) entsprechend bieten die Rechnerwolken den Nutzungszugang von Laufzeit- und Programmierungsumgebungen mit dynamisch anpassbaren und flexiblen Daten- und Rechenkapazitäten. Mit Hilfe von PaaS können die Benutzer ihre eigenen Softwareanwendungen konstruieren, beziehungsweise sie lassen diese innerhalb einer Softwareumgebung ausführen, die der Service Provider genannte Dienstanbieter pflegt und bereitstellt.

Das Servicemodell SaaS (Software as a Service) bezeichnet den Umstand, dass Rechnerwolken von Anwendungsprogrammen und Software-Sammlungen einen Zugang zur Nutzung gewähren. Diesbezüglich bieten die SaaS-Dienstleister eine spezielle Auswahl an Software, die auf deren Infrastruktur zum Einsatz kommt. Eine andere Bezeichnung für SaaS ist auch „Software on demand“, was so viel wie „Software bei Bedarf“ heißt.

Außerdem umfasst die Beschreibung des „National Institute for Standards and Technology“ vier Liefermodelle:

Die Public Cloud bezeichnet die öffentliche Rechnerwolke. Diese bietet der breiten Öffentlichkeit via Internet Zugang zu den abstrahierten IT-Infrastrukturen. In diesem Sinn ermöglichen die Anbieter des Public Cloud den Kunden das Mieten der IT-Infrastruktur, wobei die Bezahlung flexibel geregelt ist und sich nach dem Verbrauch, beziehungsweise nach dem Nutzungsgrad richtet. Der Kunde muss diesbezüglich kein Kapital in die Datenzentrums- und Rechnerinfrastruktur investieren.

Die Private Cloud ist die private Rechnerwolke, die Zugang zu den abstrahierten IT-Infrastrukturen bietet, die sich innerhalb eines Vereins, eines Start-Ups, einer Firma, einer Behörde oder einer anderen eigenen Organisation befinden.

Die Hybrid Cloud ist die hybride Rechnerwolke. Sie ermöglicht einen kombinierten Nutzungszugang zu den abstrahierten IT-Infrastrukturen aus den Sektoren von Private Cloud und Public Cloud und richtet sich diesbezüglich nach den Nutzer-Bedürfnissen.

Die Community Cloud ist die gemeinschaftliche Rechnerwolke, die der Public Cloud ähnlich Nutzerzugang zu den abstrahierten IT-Infrastrukturen bietet. Allerdings ist die Community Cloud für einen kleineren Kreis von Nutzern bestimmt und zumeist lokal verteilt. Die Kosten teilt sich der jeweilige Nutzerkreis, der kann sich zum Beispiel aus Universitäten, ähnlich gearteten Unternehmen, Forschungsgemeinschaften und städtischen Behörden zusammensetzen.

Das National Institute for Standards and Technology listet außerdem fünf wichtige Charakteristika des Cloud Computings:

Leistungen aus der Rechnerwolke werden durch den, beziehungsweise die Nutzer selbst zugewiesen. Die Cloud soll bei Bedarf zur Verfügung stehen.
Eine Entkoppelung von Infrastrukturbeschränkungen und Nutzungsschwankungen ist durch die Skalierbarkeit möglich.
Die permanent definierten Gütestandards der IT-Infrastruktur werden durch die Fehlertoleranz und Zuverlässigkeit garantiert.
Ökonomie und Effizienz sind ein Resultat von Konsolidierung und Optimierung. Dies geschieht in Anpassung an die sich stets weiterentwickelnden Umweltschutzstandards, die vom Cloud-Dienstleister einer sukzessiven Optimierung unterliegen.
Die Qualitätskontrolle und Qualitätssicherung kann ohne die Belastung des Nutzers durch den Dienstleister fortlaufend sicher gestellt und überwacht werden.

Diesbezüglich übertrifft das Cloud Computing andere aktuell diskutierte Ansätze, beispielsweise das Organic Computing und die Virtualisierung. Zieht man die öffentliche Verfügbarkeit in Betracht und orientiert sich dabei zum Beispiel am öffentlichen Telefonnetz, dann kann man der jeweiligen Architektur entsprechend das Cloud Computing auch als Ergebnis von Utility Computing und SaaS betrachten.