冰的合成是一個涉及分子結構和物理狀態變化的過程。在標準條件下，當水溫降至0攝氏度以下時，水分子之間的熱運動減緩，導致分子間的能量減少。這時，水分子開始圍繞一個冰晶核（可能是塵埃、顆粒或其他固體表面）重新排列，形成規則的六邊形結構。隨著更多的水分子加入，冰晶逐漸長大，最終通過氫鍵連線成完整的冰體。凍的晶體結構是六方密堆積，每個水分子通過氫鍵與周圍的四個水分子相連。
在日常生活中，凍的製作通常涉及將水倒入模具中，加入適量的鹽（或不加），然後將模具放入冰櫃中冷凍。除了普通冰塊，還有果汁冰塊和奶昔冰塊等變體，這些可以通過將果汁或奶昔混合物倒入模具中冷凍製成。這些方法都是利用低溫使水分子凝固成冰。
熱凍的形成是一個特殊現象，它不同於普通凍的形成原理。在高溫下，水分子之間的氫鍵斷裂，水分子變得活躍。如果這些活躍的水分子能夠快速重新排列，形成一種特殊的晶體結構，就可以在高溫下保持凍的狀態。這種特殊的晶體結構就是熱冰。