尽管雪花的形态多种多样，每一片都独具特色，但它们几乎都呈现出六角形的基本结构。我国在两千年前西汉时期，韩婴在其著作《韩诗外传》中提及，“凡草木花多五出，雪花独六出”。南北朝诗人庚信也在他的诗作中赞美：“雪花开六出，冰珠映九光”。在当时没有显微镜的情况下，这样的发现实属不易。欧洲直到1611年，德国的刻卜勒在其作品《六面形雪》中才记述了雪晶为六角形，这比我国晚了至少一千三百年。
唐宋时期的诗人也有以六出雪花为题材的诗作，如唐代武将高骈的《对雪诗》：“六出飞花入户时，坐看青竹变琼枝”。宋代韩琦的《咏雪诗》：“六花迎腊至，望雪一开颜”。那么，为什么雪花会是六角形呢？汉代刘熙在《释名》中提出了一种解释：“凡花五出，雪花六出，阴之成数也。”这自然不足以成为科学的解释。宋代朱熹在他《语类》中的解释是：“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，泥必缵开，成棱瓣也。又六者阴数，太阴元精石亦六棱，盖天地自然之数。”这种解释同样缺乏科学依据。
雪花之所以呈现六角形，是因为它们是在云中形成的固态降水物，在冰燃隐晶的基础上由水气凝华长大而成的。冰晶是一种晶体，其分子排列有序，自然形成六角形的结构，因此雪的结晶也继承了这一形状。
关于雪花的大小和重量，李白在《北风行》中用艺术夸张的手法描述：“燕山雪花大如席，片片吹落轩辕台。”科学测定显示，已知最大的雪花直径可达到二十厘米。有人计算过，一立方米雪中包含了数十亿颗雪花。雪花由于密度较低，重量轻盈，受到空气阻力的影响较大，因此常常轻盈飘落，遇到其他雪花时还容易附着在一起，形成直径可达几厘米的大雪片。
