Le flocon de neige est un agrégat de cristaux de glace,
chacun environ 10 millions de fois plus petit que lui,
Leur formation débute d'abord par des cristaux de neige
qui se développent lorsque des gouttelettes microscopiques (10 μm de diamètre)
en surfusion (températures inférieures à −18 °C) gèlent dans un nuage.
Les flocons de neige apparaissent dans de multiples variétés de tailles et formes.
Des formes complexes se développent suivant les régimes de température
et d'humidité rencontrés par les flocons
. Les flocons individuels ont une structure presque unique.
Certaines précipitations peuvent
, par le phénomène de dégel et de regel
, tomber sous la forme d'une boule, telles la neige roulée, 
En 1611, Kepler publie L’Étrenne ou la neige sexangulaire,
premier traité scientifique de 24 pages qui étudie les cristaux de neige,
observant notamment leur symétrie hexagonale
et décrit notamment des formes rares, cristaux à douze branches,
plaques hexagonales et colonnes.
En 1665,
les dessins des raffinements complexes des cristaux de neige révélés
au
sont regroupées dans son ouvrage Snows Crystals publié en 1931.
Le physicien Ukichiro Nakaya (en) établit dans les années 1930 à partir de 3 000 photomicrographies
une classification des cristaux de neige naturels (formes primaires : aiguilles, colonnes, « balles de fusil », plaques, étoiles aussi nommées « dendrites »),
les répartissant en 7 familles différentes qui composent 41 catégories de flocons
. En 1936, ce même chercheur crée le premier flocon de neige artificiel fabriqué en laboratoire,
ce qui lui permet d'étudier la formation des flocons dans des conditions bien contrôlées. Son œuvre est poursuivie
qui étudie la croissance du flocon :
une croissance ultralente donne naissance aux plaques, aux colonnes et aux autres formes anguleuses,
une croissance ultrarapide qui forme des flocons étoilés
sous forme de précipitations.
ou la neige en grains.
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