我国北方的冬天，天寒地冻，常常会飘起鹅毛大雪，细心的同学也许会发现，虽然雪花有多种多样的形态，但每一片雪花都是六角形的。这是大自然呈现给我们的美丽，也是给我们出的一个课题：为什么雪花都是六角形的呢？怎么不是三角形或者五角形呢解释这个问题不仅需要数学知识，还要涉及物理原理。雪花的形状，涉及水在大气中的结晶过程。大气中的水分子在冷却到冰点以下时，就开始凝华，而形成水的晶体，即冰晶。冰晶和其他晶体一样，其最基本的性质就是具有自己的规则的几何外形。冰晶属六方晶系，六方晶系具有4个结晶轴，其中3个辅轴在一个平面上，互相以60度角相交；另一主轴与这3个辅轴组成的平面垂直。六方晶系的最典型形状是六棱柱体。但是，当结晶过程中主轴方向晶体发育很慢，而辅轴方向发育较快时，晶体就呈现出六边形片状。
大气中的水汽在结晶过程中，往往是晶体在主晶轴方向生长速度慢，而3个辅轴方向则快得多，冰晶多为六边片状。当大气中的水汽十分丰富的时候，周围的水分子不断地向最初形成的晶片上结合，其中，雪片的6个顶角首当其冲，这样，顶角上会出现一些突出物和枝杈。这些枝杈增长到一定程度，又会分叉。次级分又与母枝均保持60度的角度，这样，就形成了一朵六角星形的雪花。
