״צל בענן״ זכה לקבלת פנים חיובית יחסית מצד המבקרים, אם כי תגובת הקהל הייתה פחות נלהבת. באתר Rotten Tomatoes הסרט מחזיק בציון של 77% ביקורות חיוביות (Tomatometer), על סמך למעלה מ-130 חוות דעת, לעומת 32% בלבד במדד הקהל (Popcornmeter).

ב-Metacritic, הסרט קיבל ציון 66 מתוך 100 על בסיס כ-20 חוות דעת מקצועיות, מה שמעיד על קבלה חיובית באופן כללי. המבקרים שיבחו בעיקר את האנרגיה של הסרט, את המחויבות שלו לסגנון ה-B-Movie ואת ההופעה של קלואי גרייס מורץ, גם אם רבים ציינו שהעלילה אינה תמיד אמינה או הגיונית. הקהל באותו אתר, לעומת זאת, קטל את הסרט עם ציון משוקלל של 3.8 מתוך 10.

בפורטל הסרטים IMDB, הסרט מדורג סביב 5.0 מתוך 10, על בסיס כ-35 אלף הצבעות. ב-Letterboxd, הסרט מחזיק בציון של 2.5 כוכבים מתוך 5, לאחר מספר דומה של מדרגים, כשהציון השכיח ביותר (כמעט רבע מההצבעות) הוא 6/10.

מבקרים רבים מצאו ב״צל בענן״ מותחן אימה מהנה, מקורי ומלא אנרגיה, שמצליח להפוך משימה צבאית שגרתית לכאורה לסיוט הולך ומסלים. הרעיון של אישה הנאלצת להתמודד עם איום מסתורי בתוך מפציץ במהלך מלחמת העולם השנייה זכה לשבחים בזכות השילוב הלא שגרתי בין אימה, מתח ואקשן, והאווירה שמצליחה להחזיק את הצופה דרוך. גם קלואי גרייס מורץ קיבלה מחמאות על הופעה אינטנסיבית ומשכנעת, במיוחד לנוכח העובדה שחלק ניכר מהסרט מתרחש בחלל מצומצם ומעמיד אותה במרכז ההתרחשות.

לצד ההתלהבות מהגישה הפרועה של הסרט, לא מעט מבקרים הסתייגו מהתסריט ומהאופן שבו הוא מחבר בין אימה, סרט מלחמה, מסר פמיניסטי ואקשן מוגזם. המעבר ממותחן קלאוסטרופובי המתרחש ברובו בתוך צריח המטוס למופע אקשן כמעט פנטסטי נתפס בעיני חלקם כלא אחיד, ולעיתים גם מגוחך ולא אמין. היו גם ביקורות על קצב הפתיחה האיטי, עלילת משנה מסורבלת, דיאלוגים והסברים שמכבידים על הסיפור, ועל כך שהסרט לא תמיד מצליח לממש את פוטנציאל האימה של היצור המאיים.

גם בקרב הקהל התגובות היו מסויגות יותר: צופים רבים התקשו לקבל את חוסר ההיגיון ואת הפיזיקה המופרכת של חלק מהסצנות, והרגישו שהסרט מעדיף מחוות אקשן מוגזמות על פני מתח ואימה אפקטיביים. בסופו של דבר, נראה שהפער בין מי שנהנו מסרט B פרוע וחסר מעצורים לבין מי שראו בו יצירה מבולגנת ולא אמינה הוא אחד המאפיינים הבולטים של קבלת הסרט.