V závislosti na teplotě a vlhkosti vzduchu tvoří sněhové vločky nespočet různých tvarů. Vodní pára obaluje drobné prachové částice, které tuhnou do ledových krystalků. Molekuly vody se řadí do šestiúhelníkové (šestihranné) struktury. Výsledkem tohoto procesu je pohádkově krásná sněhová vločka milovaná všemi od dětství.
Nově vytvořená sněhová vločka je těžší než vzduch, což způsobuje její pád. Padající na Zemi vlhkým vzduchem stále více vodní páry mrzne a pokrývá povrch krystalů. Proces zmrazování sněhové vločky je velmi systematický. Přestože jsou všechny sněhové vločky šestiúhelníkové, ostatní detaily jejich vzorů se liší. Jak již bylo zmíněno výše, je to ovlivněno teplotou a vlhkostí, ve které se sněhová vločka tvoří. Některé kombinace těchto dvou faktorů přispívají k vytváření vzorů s dlouhými „jehlami“, zatímco jiné kreslí vzory zdobnější.
(Jericho, Vermont) se stal prvním člověkem, který zachytil fotografii sněhové vločky pomocí mikroskopu připojeného k fotoaparátu. Jeho sbírka 5000 fotografií ohromila lidi nepředstavitelnou rozmanitostí sněhových krystalů.
V roce 1952 vyvinuli vědci z Mezinárodní asociace klasifikačních společností (IACS) systém, který sněhovou vločku klasifikoval do deseti základních tvarů. Systém IACS se používá dodnes, i když již existují sofistikovanější systémy. Kenneth Libbrecht, profesor fyziky na California Institute of Technology, provedl rozsáhlý výzkum toho, jak se molekuly vody formují do sněhových krystalů. Ve svém výzkumu zjistil, že ty nejsložitější vzory se transformují ve vlhkém klimatu. Sněhové vločky ze suchého vzduchu mívají jednodušší vzory. Navíc sněhové vločky, které padly při teplotách pod -22 °C, se skládají převážně z jednoduchých vzorů, zatímco složitější vzory jsou vlastní teplejším sněhovým vločkám.
Podle vědce z Národního centra pro výzkum atmosféry v Boulderu v Coloradu průměrná sněhová vločka obsahuje . David Phillips, senior klimatolog z Environmental Conservancy v Kanadě, poznamenává, že počet sněhových vloček, které spadly od doby existence Země, je 10 následovaných 34 nulami.