根據空氣的溫度和濕度，雪花會形成無數不同的形狀。 水蒸氣包裹著微小的塵埃顆粒，這些塵埃顆粒凝固成冰晶。 水分子排成六方（六方）結構。 這個過程的結果是一個非常美麗的雪花，從小就受到每個人的喜愛。
新形成的雪花比空氣重，因此會掉落。 越來越多的水蒸氣通過潮濕的空氣落到地球上，結冰並覆蓋在晶體表面。 凍結雪花的過程是非常系統的。 雖然所有的雪花都是六角形的，但它們圖案的其餘細節各不相同。 如上所述，這受到雪花形成的溫度和濕度的影響。 這兩個因素的某些組合有助於形成具有長“針”的圖案，而另一些則繪製出更華麗的圖案。
（傑里科，佛蒙特州）成為第一個使用連接到相機的顯微鏡拍攝雪花照片的人。 他收集的 5000 張照片讓人們驚嘆於難以想像的各種雪晶。
1952 年，國際分類協會 (IACS) 的科學家開發了一個系統，將雪花分為十種基本形狀。 IACS 系統今天仍在使用，儘管已經存在更複雜的系統。 加州理工學院物理學教授 Kenneth Libbrecht 對水分子如何形成雪晶進行了廣泛的研究。 在他的研究中，他發現最複雜的圖案會在潮濕的氣候中發生變化。 乾燥的空氣雪花往往具有更簡單的圖案。 此外，在 -22 攝氏度以下的溫度下落下的雪花主要由簡單的圖案組成，而復雜的圖案則是較溫暖的雪花所固有的。
據科羅拉多州博爾德市國家大氣研究中心的一位科學家稱，平均每片雪花含有 . 加拿大環境保護署高級氣候學家戴維·菲利普斯指出，自地球存在以來，下落的雪花數量是 10 個，後面跟著 34 個零。