Ovisno o temperaturi i vlažnosti zraka, snježne pahulje imaju bezbroj različitih oblika. Vodena para oblaže sitne čestice prašine, koje se skrućuju u kristale leda. Molekule vode poredane su u heksagonalnu (heksagonalnu) strukturu. Rezultat ovog procesa je nevjerojatno lijepa pahulja koju svi vole od djetinjstva.
Novonastala pahulja je teža od zraka, zbog čega pada. Padajući na Zemlju kroz vlažan zrak, sve se više vodene pare smrzava i prekriva površinu kristala. Proces zamrzavanja pahulje vrlo je sustavan. Iako su sve pahulje šesterokutne, ostali detalji njihovih uzoraka variraju. Kao što je gore spomenuto, na to utječu temperatura i vlažnost zraka u kojima nastaje snježna pahulja. Neke kombinacije ova dva čimbenika pridonose stvaranju uzoraka s dugim "iglama", dok druge crtaju više ukrašenih uzoraka.
(Jericho, Vermont) postao je prva osoba koja je snimila fotografiju snježne pahulje koristeći mikroskop spojen na kameru. Njegova zbirka od 5000 fotografija zadivila je ljude nezamislivom raznolikošću snježnih kristala.
Godine 1952. znanstvenici iz Međunarodne udruge klasifikacijskih društava (IACS) razvili su sustav koji je snježne pahulje klasificirao u deset osnovnih oblika. IACS sustav je i danas u upotrebi, iako već postoje sofisticiraniji sustavi. Kenneth Libbrecht, profesor fizike na Kalifornijskom institutu za tehnologiju, proveo je opsežna istraživanja o tome kako se molekule vode formiraju u snježne kristale. U svom istraživanju otkrio je da se najsloženiji obrasci transformiraju u vlažnoj klimi. Pahulje na suhom zraku obično imaju jednostavnije uzorke. Osim toga, snježne pahulje koje su pale na temperaturama ispod -22C uglavnom se sastoje od jednostavnih uzoraka, dok su zamršeni uzorci svojstveni toplijim snježnim pahuljama.
Prema znanstveniku iz Nacionalnog centra za istraživanje atmosfere u Boulderu, Colorado, prosječna pahulja sadrži . David Phillips, viši klimatolog u Environmental Conservancy u Kanadi, primjećuje da je broj snježnih pahulja koje su pale od postojanja Zemlje 10 nakon čega slijede 34 nule.