Tùy thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm của không khí, những bông tuyết tạo thành vô số hình dạng khác nhau. Hơi nước bao phủ các hạt bụi nhỏ, chúng đông đặc lại thành các tinh thể băng. Các phân tử nước xếp thành hàng theo cấu trúc lục giác (lục giác). Kết quả của quá trình này là một bông tuyết đẹp tuyệt vời được mọi người yêu thích từ thời thơ ấu.
Một bông tuyết mới hình thành nặng hơn không khí, khiến nó rơi xuống. Rơi xuống Trái đất qua không khí ẩm, ngày càng nhiều hơi nước đóng băng và bao phủ bề mặt của các tinh thể. Quá trình đóng băng một bông tuyết rất có hệ thống. Mặc dù tất cả các bông tuyết đều có hình lục giác, nhưng phần còn lại của các chi tiết hoa văn của chúng lại khác nhau. Như đã đề cập ở trên, điều này bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và độ ẩm mà bông tuyết hình thành. Một số sự kết hợp của hai yếu tố này góp phần hình thành các mẫu có "kim" dài, trong khi những mẫu khác vẽ các mẫu trang trí công phu hơn.
(Jericho, Vermont) đã trở thành người đầu tiên chụp được ảnh bông tuyết bằng kính hiển vi gắn với máy ảnh. Bộ sưu tập 5000 bức ảnh của anh ấy khiến mọi người kinh ngạc với sự đa dạng không thể tưởng tượng được của các tinh thể tuyết.
Năm 1952, các nhà khoa học thuộc Hiệp hội Phân loại Quốc tế (IACS) đã phát triển một hệ thống phân loại bông tuyết thành mười hình dạng cơ bản. Hệ thống IACS vẫn được sử dụng cho đến ngày nay, mặc dù các hệ thống tinh vi hơn đã tồn tại. Kenneth Libbrecht, giáo sư vật lý tại Viện Công nghệ California, đã thực hiện nghiên cứu sâu rộng về cách các phân tử nước hình thành tinh thể tuyết. Trong nghiên cứu của mình, ông phát hiện ra rằng các mô hình phức tạp nhất được biến đổi trong khí hậu ẩm ướt. Những bông tuyết không khí khô có xu hướng có hoa văn đơn giản hơn. Ngoài ra, những bông tuyết rơi ở nhiệt độ dưới -22C chủ yếu bao gồm các hoa văn đơn giản, trong khi các hoa văn phức tạp vốn có ở những bông tuyết ấm hơn.
Theo một nhà khoa học tại Trung tâm Nghiên cứu Khí quyển Quốc gia ở Boulder, Colorado, bông tuyết trung bình chứa . David Phillips, nhà khí hậu học cấp cao tại Cơ quan Bảo tồn Môi trường ở Canada, lưu ý rằng số lượng bông tuyết đã rơi kể từ khi Trái đất tồn tại là 10 theo sau là 34 số không.