Khi nhiệt độ bề mặt giảm xuống dưới điểm đóng băng và điểm sương cũng dưới điểm đóng băng, hơi nước có thể ngưng tụ trực tiếp thành các tinh thể băng. Lớp phủ màu trắng xuất hiện trên cỏ, cửa sổ và nóc xe chính là sương giá.

Những đêm trời quang đãng, lặng gió tạo điều kiện thuận lợi cho sương giá vì sự làm lạnh bức xạ mạnh nhất trong điều kiện đó. Các vật thể nguội nhanh hơn không khí, vì vậy sương giá có thể hình thành ngay cả khi nhiệt độ không khí chính thức chỉ hơi trên mức đóng băng. Sương giá dạng bông tuyết tạo ra các tinh thể mỏng manh như lông vũ; sương giá dạng sương muối hình thành khi các giọt nước siêu lạnh đóng băng khi tiếp xúc.

Sương giá gây hại cho các loại cây non và có thể làm đường trơn trượt. Nông dân và người trồng cây ăn quả thường sử dụng máy thổi gió hoặc máy sưởi để bảo vệ cây trồng trong những đêm có sương giá. Ngày sương giá đầu tiên và cuối cùng trong mùa giúp xác định mùa vụ trồng trọt tại địa phương.

Khi mặt trời mọc, băng thường thăng hoa hoặc tan chảy nhanh chóng.