Afhankelijk van de temperatuur en vochtigheid van de lucht vormen sneeuwvlokken een groot aantal verschillende vormen. Waterdamp bedekt kleine stofdeeltjes, die stollen tot ijskristallen. Watermoleculen staan opgesteld in een hexagonale (hexagonale) structuur. Het resultaat van dit proces is een fabelachtig mooie sneeuwvlok waar iedereen al sinds zijn kindertijd van houdt.
Een nieuw gevormde sneeuwvlok is zwaarder dan lucht, waardoor hij valt. Door vochtige lucht naar de aarde vallend, bevriest steeds meer waterdamp en bedekt het oppervlak van de kristallen. Het proces van het invriezen van een sneeuwvlok is zeer systematisch. Hoewel alle sneeuwvlokken zeshoekig zijn, variëren de rest van de details van hun patronen. Zoals hierboven vermeld, wordt dit beïnvloed door de temperatuur en vochtigheid waarin de sneeuwvlok zich vormt. Sommige combinaties van deze twee factoren dragen bij aan de vorming van patronen met lange "naalden", terwijl andere meer sierlijke patronen tekenen.
(Jericho, Vermont) werd de eerste persoon die een foto van een sneeuwvlok maakte met een microscoop die aan een camera was bevestigd. Zijn verzameling van 5000 foto's verbaasde mensen met de onvoorstelbare verscheidenheid aan sneeuwkristallen.
In 1952 ontwikkelden wetenschappers van de International Association of Classification Societies (IACS) een systeem dat de sneeuwvlok in tien basisvormen indeelde. Het IACS-systeem is nog steeds in gebruik, hoewel er al meer geavanceerde systemen bestaan. Kenneth Libbrecht, hoogleraar natuurkunde aan het California Institute of Technology, heeft uitgebreid onderzoek gedaan naar hoe watermoleculen zich vormen tot sneeuwkristallen. In zijn onderzoek ontdekte hij dat de meest complexe patronen worden getransformeerd in een vochtig klimaat. Droge luchtsneeuwvlokken hebben meestal eenvoudiger patronen. Bovendien bestaan sneeuwvlokken die zijn gevallen bij temperaturen onder -22C voornamelijk uit eenvoudige patronen, terwijl ingewikkelde patronen inherent zijn aan warmere sneeuwvlokken.
Volgens een wetenschapper van het National Center for Atmospheric Research in Boulder, Colorado, bevat de gemiddelde sneeuwvlok . David Phillips, senior klimatoloog bij de Environmental Conservancy in Canada, merkt op dat het aantal sneeuwvlokken dat is gevallen sinds het bestaan van de aarde 10 is, gevolgd door 34 nullen.