SCHNEEFLOCKEN schweben zur Erde, wenn unterhalb der Wolkendecke bis zum Boden die Temperaturen niedrig und die Feuchtigkeit relativ hoch bleiben. Sie entstehen, wenn bei einer Wolkentemperatur zwischen minus 20 und minus 40 Grad Celsius Wasserdampf zu Eiskristallen gefriert. Wissenschaftler aus Göttingen haben herausgefunden, dass sich Eiskristalle zu formen beginnen, wenn sich mindestens 275 Wassermoleküle verbinden. Ein für das Auge sichtbarer Kristall enthält bereits rund eine Trillion Moleküle – das ist eine 1 mit 18 Nullen. Für die Entstehung des Schnees sind allerdings nicht nur Wasser bzw. Wasserdampf und die entsprechende Temperatur notwendig, sondern auch ein Kristallisationskern (z.B. ein Staubkorn). Millionen Eiskristalle – Nadeln, Sterne, Plättchen oder Prismen – haken sich zu einer Schneeflocke ineinander, die je nach Wetter verschieden groß sein kann. Tendenziell gilt: Je milder die Minustemperatur, desto eher sind größere Flocken möglich.

Je nach Umweltbedingungen entstehen verschiedene Schneeflocken, die aber eins gemeinsam haben: Sie sind immer sechsseitig symmetrisch. Wegen der besonderen Struktur der Wassermoleküle sind dabei nur Winkel von exakt 60 Grad bzw. 120 Grad möglich. Mit hoher Wahrscheinlichkeit gibt es und gab es noch nie zwei komplexe Schneekristalle, die exakt gleich waren. Der Grund hierfür liegt in den sehr großen kombinatorischen Möglichkeiten vieler einzelner Merkmale. Bei einem Durchmesser von nur einem Millimeter enthält ein einzelner Eiskristall rund 100 Trillionen Wassermoleküle, eine Zahl mit 20 Nullen. In Kombination ergeben sich äußerst zahlreiche Variationsmöglichkeiten, weit größer als die Anzahl an Atomen im Weltall. Die unterschiedlichen Stammformen der Schneekristalle hängen von der Temperatur ab – bei tieferen Temperaturen bilden sich Plättchen oder Prismen aus, bei höheren Temperaturen sechsarmige Dendriten (Sterne). Auch die Luftfeuchtigkeit beeinflusst das Kristallwachstum. Wenn sich Schneekristalle bilden, steigt in der Wolke auch die Temperatur, denn beim Gefrieren geben die Kristalle Wärme ab, während sie beim Verdampfen Wärme aufnehmen. Der mittlere Durchmesser von Schneeflocken beträgt ca. fünf Millimeter, das durchschnittliche Gewicht vier Milligramm.

Wenn Licht auf Schnee fällt, wird es an den vielen Oberflächen der Kristalle in alle Richtungen reflektiert. Zudem wird es an den Grenzflächen zwischen dem Eis und der Luft in den Hohlräumen abgelenkt. Spiegelung und Lichtbrechung bewirken, dass Schnee milchig weiß wirkt. Die glatten Oberflächen frisch gefallener Schneekristalle wirken wie winzige Spiegel. Beim Winterspaziergang trifft reflektiertes Sonnenlicht unzähliger solcher Spiegel auf unsere Augen – der Schnee glitzert.