A seconda della temperatura e dell'umidità dell'aria, i fiocchi di neve formano una miriade di forme diverse. Il vapore acqueo ricopre minuscole particelle di polvere, che si solidificano in cristalli di ghiaccio. Le molecole d'acqua si allineano in una struttura esagonale (esagonale). Il risultato di questo processo è un fiocco di neve favolosamente bello amato da tutti fin dall'infanzia.
Un fiocco di neve appena formato è più pesante dell'aria, facendolo cadere. Cadendo sulla Terra attraverso l'aria umida, sempre più vapore acqueo si congela e copre la superficie dei cristalli. Il processo di congelamento di un fiocco di neve è molto sistematico. Sebbene tutti i fiocchi di neve siano esagonali, il resto dei dettagli dei loro motivi varia. Come accennato in precedenza, questo è influenzato dalla temperatura e dall'umidità in cui si forma il fiocco di neve. Alcune combinazioni di questi due fattori contribuiscono alla formazione di motivi con lunghi "aghi", mentre altri disegnano motivi più decorati.
(Jericho, Vermont) è stata la prima persona a catturare la fotografia di un fiocco di neve utilizzando un microscopio collegato a una fotocamera. La sua collezione di 5000 fotografie ha stupito le persone con l'inimmaginabile varietà di cristalli di neve.
Nel 1952, gli scienziati dell'Associazione internazionale delle società di classificazione (IACS) hanno sviluppato un sistema che classificava il fiocco di neve in dieci forme base. Il sistema IACS è ancora in uso oggi, sebbene esistano già sistemi più sofisticati. Kenneth Libbrecht, professore di fisica al California Institute of Technology, ha svolto ricerche approfondite su come le molecole d'acqua si formano nei cristalli di neve. Nella sua ricerca, ha scoperto che i modelli più complessi si trasformano in un clima umido. I fiocchi di neve con aria secca tendono ad avere schemi più semplici. Inoltre, i fiocchi di neve che sono caduti a temperature inferiori a -22°C sono prevalentemente composti da motivi semplici, mentre i modelli intricati sono inerenti ai fiocchi di neve più caldi.
Secondo uno scienziato del National Center for Atmospheric Research di Boulder, in Colorado, il fiocco di neve medio contiene . David Phillips, climatologo senior presso l'Environmental Conservancy in Canada, osserva che il numero di fiocchi di neve caduti dall'esistenza della Terra è 10 seguito da 34 zeri.