冰窗花通常在冬季夜間形成，當室內外溫差較大時，室內空氣中的水蒸氣遇到冰冷的玻璃表面，會凝結成冰晶，從而形成冰窗花。
這個過程開始時，水蒸氣在接觸到冷玻璃後，會在玻璃上的塵埃顆粒周圍結成冰晶。這些冰晶最初呈現六角形，然後隨著溫度的下降或水蒸氣的進一步凝結而逐漸擴大並向四周發展。冰窗花的形狀受到室內溫度、濕度以及玻璃表面光滑程度的影響。在室內濕度較高、溫度較低的條件下，水汽結晶速度快，窗上的圖案更清晰，容易形成類似樹枝的冰窗花；反之，則容易形成碎片狀或扇形的圖案。玻璃表面的粗糙度也會影響冰窗花的厚度和形態，粗糙的表面會導致更厚的冰窗花，而光滑的表面則相反。
此外，風力和重力的作用也不容忽視。當窗邊的縫隙有細微冷風吹進時，可能會使凝結與融化形成一個動態平衡過程，造成細微冰水的流淌，最終形成不同形態的冰窗花。