霜的形成需要满足三个核心条件：首先是温度必须降至冰点以下，通常地面或物体表面温度需低于0℃；其次是空气中需含有充足的水蒸气；最后是需要晴朗无风或微风的夜间环境，便于地表通过辐射冷却迅速降温。这三个要素缺一不可，共同构成了霜形成的物理基础。

从专业气象学角度分析，霜的形成机制涉及复杂的物理过程。温度是决定性因素，当物体表面温度降至冰点以下时，空气中的水蒸气会跳过液态阶段，直接凝华成固态冰晶附着在低温表面。实验数据显示，飞机表面在-2℃且湿度达100%时就会出现霜冻现象，印证了低温与水汽饱和的关键作用。晴朗无云的夜晚更利于地表热量通过长波辐射散失，而静风环境能避免空气流动带来的热量交换，这两者共同促进局地低温环境的形成。农业防护实践中发现，逆温层强度与辐射霜冻的严重程度呈正相关，当近地面形成稳定的低温层时，霜的结晶会更密集。温带地区初霜往往出现在秋季晴朗夜晚，此时昼夜温差可达10℃以上，地表辐射冷却效应显著。值得注意的是，物体属性也会影响成霜效率，例如粗糙表面比光滑表面散热更快，草叶等轻薄物体因表面积大更易结霜。这些科学观察均证实了温度、湿度和辐射冷却三要素在霜形成过程中的协同作用。