Dependiendo de la temperatura y la humedad del aire, los copos de nieve adoptan una miríada de formas diferentes. El vapor de agua cubre diminutas partículas de polvo, que se solidifican en cristales de hielo. Las moléculas de agua se alinean en una estructura hexagonal (hexagonal). El resultado de este proceso es un copo de nieve fabulosamente hermoso amado por todos desde la infancia.
Un copo de nieve recién formado es más pesado que el aire, por lo que se cae. Al caer a la Tierra a través del aire húmedo, más y más vapor de agua se congela y cubre la superficie de los cristales. El proceso de congelación de un copo de nieve es muy sistemático. Aunque todos los copos de nieve son hexagonales, el resto de detalles de sus patrones varían. Como se mencionó anteriormente, esto se ve afectado por la temperatura y la humedad en las que se forma el copo de nieve. Algunas combinaciones de estos dos factores contribuyen a la formación de patrones con "agujas" largas, mientras que otras dibujan patrones más ornamentados.
(Jericho, Vermont) se convirtió en la primera persona en capturar una fotografía de un copo de nieve usando un microscopio conectado a una cámara. Su colección de 5000 fotografías sorprendió a la gente con la inimaginable variedad de cristales de nieve.
En 1952, científicos de la Asociación Internacional de Sociedades de Clasificación (IACS) desarrollaron un sistema que clasificaba el copo de nieve en diez formas básicas. El sistema IACS todavía está en uso hoy en día, aunque ya existen sistemas más sofisticados. Kenneth Libbrecht, profesor de física en el Instituto de Tecnología de California, ha realizado una extensa investigación sobre cómo las moléculas de agua se transforman en cristales de nieve. En su investigación, encontró que los patrones más complejos se transforman en un clima húmedo. Los copos de nieve de aire seco tienden a tener patrones más simples. Además, los copos de nieve que caen a temperaturas inferiores a -22 °C se componen predominantemente de patrones simples, mientras que los patrones intrincados son inherentes a los copos de nieve más cálidos.
Según un científico del Centro Nacional para la Investigación Atmosférica en Boulder, Colorado, el copo de nieve promedio contiene . David Phillips, climatólogo senior de Environmental Conservancy en Canadá, señala que el número de copos de nieve que han caído desde la existencia de la Tierra es 10 seguido de 34 ceros.