Этюд был написан в усадьбе князей Голицыных-Прозоровских Зубриловка, одном из крупнейших в Поволжье дворцово-парковых комплексов (создан в последней четверти XVIII века, в настоящее время – территория села Зубрилово Пензенской области). Впервые Борисов-Мусатов побывал в имении в 1901 году, по рекомендации своей знакомой Л.П. Захаровой. Впоследствии он приезжал сюда не раз, и образ этой усадьбы узнается во многих его произведениях.

Так, в Зубриловке была задумана картина «Водоем», и здесь же художник тщательно собирал для нее материал: писал с натуры сестру и невесту в старинных костюмах, создал множество пейзажных этюдов. Одним из самых выразительных стал тот, на котором запечатлены тополя – характерный элемент ландшафта юга России. Эти деревья с детства окружали Борисова-Мусатова в его родном Саратове и часто становились объектом зарисовок и набросков. От других произведений художника подобного рода этюд из Третьяковской галереи отличает смелость композиционного решения: изображения тополей резко фрагментированы, а бо́льшая часть пространства отдана небу и облакам – излюбленному мотиву художника, который занимал его на протяжении всей жизни.

Колористический строй этюда доведен до некой формулы: сложный темно-зеленый тон изображения тополей сопоставляется с цветами голубого неба и белых облаков, нюансированных разнообразными оттенками, от желтого до сиреневого. Листья деревьев обозначены мелкими дробными мазочками, а небо и облака взяты крупными пятнами и широкими мазками. В том числе с помощью фактурных эффектов художнику удалось передать динамику, впечатление движения облаков по небу и листьев на ветру.

Второй вариант «Тополей и облаков», написанный маслом, находится в Саратовском государственном художественном музее имени А.Н. Радищева. Работа над подобными натурными композициями, несомненно, сказалась в окончательном решении картины «Водоем», где небо представлено в «опрокинутом» виде, как отражение самого себя, а деревья с ажурной листвой превращены в декоративный узор.