宋儒朱熹解说道：“雪花所以必六出者,盖只是霰,下被猛风拍开,故成六出.如人掷一团烂泥于地,泥必?开成棱瓣也.又六者阴数,太阴玄精石亦六棱,盖天地自然之数.”后来其他学者还有些说法,但不外是阴阳象数之类.
19世纪,科学家用物理学理论对雪花成因给以解释：水汽上升,在高空遇冷冻结成冰晶,对称和机遇显著地混合,形成不很确定的美妙的六角形.由于温度、湿度的差异,沿不同晶轴的方向增长的速率也不同,便有板状、星状、针状等多种多样的冰晶.冰晶在云内生长过程中,经历的环境不断改变,因此外观也各具姿态.
20世纪80年代,科学发展到用混沌理论对雪花成因解释.科学家发现,表面张力对正在固化的物质的分子结构无限敏感.在冰晶情形中,自然的分子对称导致6个生长方向的内在优先.而稳定性和不稳定性的混合可以放大这种微观优先,导致形成雪花的几乎分形的花边结构.
各种雪花的形成和出现是与不同的气象条件有关的,特别是与空气温度、湿度有着密切的关系.当水汽充足、云中温度下降到-5～-3℃时,天空降下的是针状六瓣结晶冰花；当温度降至-13～-10℃时,天空降下的是六瓣板状晶体雪花；如果是枝状、星状六瓣晶体雪花,通常需要在-18～-14℃温度的范围内了；那种琉璃别致的棱形状晶体雪花,则是在-25℃且水汽处于冰面饱和状态下逐渐形成的.
雪花都是由水汽在小冰晶上凝华增大而形成的.六角形状同水汽凝华的结晶习性有关：冰晶属于六方晶体系,它的分子以六角形状占多数.由于冰晶的尖角处位置特别突出,水汽供应接触最充分,所以在六角形状的冰晶棱角上长出一个个新的枝杈,最后就变成了六个花瓣样各种姿态的雪花.