雪花是通過水蒸氣在冷空氣中凝結成冰晶，再經過一系列複雜的過程形成的。
當空氣中的水蒸氣遇到冷空氣時，會形成小冰晶，這些冰晶會隨著空氣流動不斷生長，最終形成雪花。在雲層中，冰晶和過冷的水滴共存時，容易生成雪花。過冷卻的水滴比冰晶容易蒸發，當冰晶上的水汽達到飽和不再蒸發時，而過冷卻的水滴並沒有停止蒸發，蒸發的水蒸氣就在冰晶的表面上升華凝結，體積逐漸增大，形成了六角形的雪花。
此外，水分子在結晶過程中會自動排列成六邊形的圖案，冰晶的六個角長出分支，形成了美麗的雪花。由於每一片雪花的落地路徑和遇到的大氣條件不同，所以沒有兩片完全相同的雪花。