השלג נוצר, בדומה לגש
ם, כשיש לחות גבוהה באוויר ואדי המים שבעננים עוברים תהליך של התגבשות והצטננות איטית בטמפרטורת הקיפאון או פחות ממנה. בתחילה אדי המים עוברים דפוזיציה והופכים לגבישי קרח. גביש הקרח נוצר סביב חלקיק חומר כלשהו, גרגר אבק זעיר, עשן או אפילו חיידק. כשהגבישים מגיעים לגודל המתאים הם נופלים ארצה. תנאי מוקדם לכך שפתית השלג יגיע לקרקע הוא טמפרטורה נמוכה של האוויר דרכו הוא עובר, אחרת הפתית יינתך וייהפך לטיפת מים והשלג ירד בצורת גשם.
חוקרים מתחום הצומח אוספים ראיות לכך שבקטריות מסוימות, מהסוג פסדומונאס סירינגה, מפרישות חלבונים המעודדים היווצרות גבישי הקרח היוצרים את פתיתי השלג. על פי הממצאים שנאספו, לבקטריות יש השפעה משמעותית על כמות השלג הנוצרת ומשפיעות על מזג האוויר[1].
במהלך נפילתם באטמוספירה נאחזים פתיתי השלג זה בזה באמצעות הזרועות המסועפות וכך נוצרות הצורות הפרקטליות שלהם, שהן בדרך כלל צורות משושה[2]. הצורה המשושה של פתית השלג נובעת מהרכב מולקולת המים - אטום חמצן אחד ושני אטומי מימן היוצרים משולש התואם את הזווית הפנימית של משושה. המבנה המיוחד של פתית השלג גורם להחזרת אור גבוהה, והימצאותם של גבישים רבים יחד יוצרת את הצבע הלבן, בדומה לגבישי הסוכר או המלח.
האסטרונום הגרמני יוהנס קפלר כתב לפני כארבע מאות שנים ספר בשם "פתית השלג המשושה", שבו תיאר את הנטייה הטבעית של חפצים, הדומים בגודלם ובצורתם, להתארגן בצורת משושים; מכך הסיק, שפתית השלג נוצר מהצטברות של יחידות זעירות וזהות[3]. הצורות הסימטריות של פתיתי השלג שבו את הדמיון האנושי ושולבו בתרבות האנושית, למשל בסמלי אצולה ויישובים.
אני מזה אוהבת שלג בישראל אין אבל שהיתי פעם ברוסיה היה שלג והיה כול כך קר אבל היה כיף נורא אשיתי מילחמת שלג עים האחים שלי לא תאמינו איזה כיף היה