हवा के तापमान और आर्द्रता के आधार पर, बर्फ के टुकड़े विभिन्न आकृतियों के असंख्य रूप बनाते हैं। जलवाष्प धूल के छोटे-छोटे कणों को ढक लेती है, जो बर्फ के क्रिस्टल में जम जाते हैं। पानी के अणु एक हेक्सागोनल (हेक्सागोनल) संरचना में पंक्तिबद्ध होते हैं। इस प्रक्रिया का परिणाम एक शानदार रूप से सुंदर बर्फ का टुकड़ा है जिसे बचपन से हर कोई पसंद करता है।
एक नवगठित हिमपात हवा से भारी होता है, जिससे वह गिर जाता है। नम हवा के माध्यम से पृथ्वी पर गिरने से, अधिक से अधिक जल वाष्प जम जाता है और क्रिस्टल की सतह को कवर करता है। बर्फ के टुकड़े को जमने की प्रक्रिया बहुत व्यवस्थित है। हालांकि सभी स्नोफ्लेक्स हेक्सागोनल हैं, उनके पैटर्न के बाकी विवरण अलग-अलग हैं। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, यह तापमान और आर्द्रता से प्रभावित होता है जिसमें बर्फ के टुकड़े बनते हैं। इन दो कारकों के कुछ संयोजन लंबी "सुइयों" के साथ पैटर्न के निर्माण में योगदान करते हैं, जबकि अन्य अधिक अलंकृत पैटर्न बनाते हैं।
(जेरिको, वरमोंट) एक कैमरे से जुड़े माइक्रोस्कोप का उपयोग करके बर्फ के टुकड़े की तस्वीर खींचने वाले पहले व्यक्ति बने। उनके 5000 तस्वीरों के संग्रह ने बर्फ के क्रिस्टल की अकल्पनीय विविधता से लोगों को चकित कर दिया।
1952 में, इंटरनेशनल एसोसिएशन ऑफ क्लासिफिकेशन सोसाइटीज (IACS) के वैज्ञानिकों ने एक ऐसी प्रणाली विकसित की, जिसने स्नोफ्लेक को दस मूल आकृतियों में वर्गीकृत किया। IACS प्रणाली आज भी उपयोग में है, हालाँकि अधिक परिष्कृत प्रणालियाँ पहले से मौजूद हैं। कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में भौतिकी के प्रोफेसर केनेथ लिबब्रेक्ट ने व्यापक शोध किया है कि पानी के अणु बर्फ के क्रिस्टल में कैसे बनते हैं। अपने शोध में, उन्होंने पाया कि सबसे जटिल पैटर्न आर्द्र जलवायु में बदल जाते हैं। शुष्क हवा के हिमखंडों में सरल पैटर्न होते हैं। इसके अलावा, -22C से नीचे के तापमान पर गिरने वाले बर्फ के टुकड़े मुख्य रूप से सरल पैटर्न से बने होते हैं, जबकि जटिल पैटर्न गर्म बर्फ के टुकड़ों में निहित होते हैं।
कोलोराडो के बोल्डर में नेशनल सेंटर फॉर एटमॉस्फेरिक रिसर्च के एक वैज्ञानिक के अनुसार, औसत हिमपात में . कनाडा में पर्यावरण संरक्षण के वरिष्ठ जलवायु विज्ञानी डेविड फिलिप्स ने नोट किया कि पृथ्वी के अस्तित्व के बाद से गिरने वाले बर्फ के टुकड़ों की संख्या 10 है और 34 शून्य है।