Schnee entsteht, wenn sich in den Wolken feinste Wassertröpfchen an Kristallisationskeimen (z.B. Staubteilchen) anlagern und dort gefrieren. Die dabei entstehenden Eiskristalle, weniger als 1/10 mm groß, fallen nach unten und wachsen durch die Luftfeuchtigkeit weiter an und es bilden sich die bekannten sechseckigen Formen aus. Wegen der besonderen Struktur der Wasser-Moleküle sind dabei nur Winkel von 60° bzw. 120° möglich.

Die unterschiedlichen Grundformen der Schneekristalle hängen von der Temperatur ab - bei tieferen Temperaturen bilden sich Plättchen oder Prismen aus, bei höheren Temperaturen sechsarmige Dendriten (Sterne).

Herrscht eine hohe Thermik, so treten die Kristalle mehrfach eine vertikale Reise durch die Atmosphäre an, wobei sie teilweise aufgeschmolzen werden und wieder neu kristallisieren. Dadurch wird die Regelmäßigkeit der Kristalle durchbrochen und es bilden sich komplexe Mischformen der Grundformen aus, so dass kein Kristall dem anderen gleicht.

Die streng hexagonale Struktur von Schneeflocken war in China schon mindestens seit dem 2. Jahrhundert vor Christus bekannt. Im Abendland bemerkte diese Eigenschaft erstmals der englische Mathemathiker Thomas Harriot im Jahre 1591, der seine Beobachtung jedoch nicht publizierte.