Das Wetter wird grundlegend von der Drehung der Erde um die Sonne bestimmt. Aufgrund der annähernd runden Form der Erde treffen Sonnenstrahlen in bestimmten Regionen des Globus in verschiedenen Winkeln auf die Oberfläche. In Äquatornähe sorgt die fast senkrechte Sonneneinstrahlung für eine sehr heiße Klimazone. An den Polen herrscht eine viel niedrigere Temperatur, bedingt durch die schräg auftreffenden Sonnenstrahlen.

Aufgrund der elliptischen Bahn der Erde um die Sonne gibt es – vor allem in den so genannten gemäßigten Zonen zwischen Äquator und den Polen – die vier Jahreszeiten. Wenn die Erde am 22. Dezember den am weitesten von der Sonne entfernten Punkt erreicht hat, spricht man von der Wintersonnwende – dem kürzesten Tag des Jahres. Nachfolgend beginnt in unseren Breitengraden der Winter. Die Sonne strahlt jetzt weniger intensiv, es wird kälter.

Diese Temperaturwechsel und der kalendarische Einbruch des Winters werden jedoch zunehmend durch Wetterumschwünge und den Klimawandel beeinflusst. Zwischen den Luftschichten über der Erdoberfläche bis zur Atmosphäre herrscht ein ständiger Austausch von kalten, absinkenden Luftmassen und warmen, aufsteigenden Luftschichten. Kalte Luftströme steigen beispielsweise in die Atmosphäre auf, um ein dort entstandenes Druckdefizit, ein Tiefdruckgebiet, auszugleichen. Alle Wetterformen, Regen, Wind, Sturm und wolkenloser Himmel sind die Folge von Luftbewegungen, die die Meteorologen aufgrund von Satellitenbildern vorherzusagen versuchen.

Wenn feuchte Luft abkühlt, entsteht – je nach Temperatur – Regen oder Schnee. Im winterlichen "Normalfall" ist die feuchte Luft bereits in der Höhe so abgekühlt, dass sie zu Schneeflocken auskristallisiert. Eine Schneeflocke ist jedoch kein gefrorener Wassertropfen. Wenn Wassertropfen auf dem Weg zum Boden gefrieren entstehen Hagelkörner. Der Ursprung einer Schneeflocke liegt in einer bereits abgekühlten Wolke und deren sogenannten Kristallisationskern, einem Staub- oder Rußpartikel. Nach und nach friert immer mehr eisiger Wasserdampf an diesem Kern fest, so dass schließlich ein sichtbarer Schneekristall entsteht.

Je nachdem, durch welche Temperaturschichten eine Schneeflocke zu Boden fällt, ändert sich ihre Struktur. In wärmeren Wolken bilden sich Blättchen, in kälteren Prismen. Ein Kristall, der sich bei -25 Grad Celsius gebildet hat, ähnelt zunächst einem Prisma. Sobald er durch eine wärmere Schicht (zwischen -12 und -16 Grad) sinkt, entsteht die charakteristische Sternform an seinen Enden. Die Sternform erklärt sich aus den Gefriereigenschaften des Wassers.

In einer bestimmten Luftschichtenkonstellation ist allerdings jeder Winterdienst überfordert: Wenn sich über eine kalte Schicht, die etwa dreihundert bis tausend Meter stark ist, eine feuchte Warmluftschicht schiebt. Die Regentropfen, die sich beim Fall durch die kalte, erdnahe Schicht bereits abgekühlt haben, gefrieren auf dem eisigen Erdboden sofort und bilden eine gefährliche, durchgehende Eisschicht, das sogenannte Blitzeis. Dann herrscht auf allen Straßen und Gehwegen, für Fußgänger und andere Verkehrsteilnehmer, höchste Unfallgefahr.