Natuurlijk voorkomende ijspieken, vaak in de vorm van ronde ijskaarsen of veelvlakkige ijstorens (meestal driehoekig), worden af en toe aangetroffen in containers met bevroren regen- of kraanwater. Water zet met 9% uit wanneer het bevriest tot ijs en de eenvoudigste vorm van een ijskristal die de interne structuur weerspiegelt is een zeshoekig prisma. Het boven- en ondervlak van het kristal zijn zeshoekige vlakken die basaalvlakken worden genoemd en de richting die loodrecht op de basaalvlakken staat, wordt de c-as genoemd.
Speelmedia
Het proces begint wanneer oppervlaktewater kernen vormt rond onregelmatigheden waar het de wand van de bak ontmoet en naar binnen bevriest. Als de c-as van het eerste te vormen kristal niet verticaal is, snijdt het basisvlak het oppervlak langs een lijn die loodrecht staat op de c-as en ijsnaalden hebben de neiging zich langs deze lijn over het oppervlak voort te planten. Tegelijkertijd groeit langs het basisvlak een gordijn van ijs omlaag in het onderkoelde water. Naarmate de ijslaag groeit om het grootste deel van het oppervlak te bedekken, smelten de kristallen samen en worden ze star op hun plaats gehouden, en de ijslaag bevriest verder naar het midden toe tot er slechts een klein gaatje onbevroren blijft. De gordijnen van de kristallen hebben de neiging samen te komen onder een hoek van 60 graden en het gat is dus vaak driehoekig, hoewel ook andere geometrische vormen mogelijk zijn. Door de voortdurende uitzetting van het ijs naar beneden in het water wordt het resterende water door het gat omhoog gedrukt en vormt zich een bolle meniscus die iets hoger opbolt dan het ijsoppervlak. Als de randen van de meniscus bevriezen, ontstaat er een kleine dam die het water hoger doet stijgen en als het boven de ijsdam uitzet, bevriezen de randen opnieuw en vormen ze een nieuwe dam bovenop de eerste. Als de uitzettingssnelheid van het water gelijk is aan de vriessnelheid aan de rand van het gat, dan herhaalt dit proces zich voortdurend en vormen de opeenvolgende lagen een buis van ijs. De groei van de buis gaat op deze manier door totdat de punt dicht is of totdat al het water bevroren is. De vorming van ijspieken houdt verband met de vorm van het waterlichaam, de concentratie van opgeloste onzuiverheden, de luchttemperatuur en de circulatie boven het water. Spikes die groeien uit een kristalliet dat onder het wateroppervlak is gevormd, kunnen onder een steile hoek uit de ijslaag steken, in plaats van er loodrecht op te staan.
Kleine ijspiekjes kunnen kunstmatig worden gevormd op ijsblokjes die in huishoudelijke koelkasten worden gemaakt; met behulp van gedestilleerd water in plastic ijsblokjesschaaltjes. De vorming van de piek is vergelijkbaar met die van de natuurlijk voorkomende piek, in die zin dat de expansie van het inwendige water en de volumevermindering in het inwendige van het ijsblokje de druk op het water opvoeren, waardoor het door het gat omhoog wordt geduwd. De groei van de buis houdt op wanneer de druppel aan de bovenkant van de buis volledig bevriest, wat aanzienlijk is voordat de rest van het water in de kubus bevroren is. Deze methode levert kleine pieken op die meestal rond of driehoekig van doorsnede zijn met scherpe uiteinden. Experimenten met deze methode zijn uitgevoerd in laboratoria, maar gebleken is dat de vorming van pieken minder waarschijnlijk is in ijsblokjes van niet-gedestilleerd water, omdat onzuiverheden in het water de vorming van pieken verhinderen. Libbrecht en Lui hebben gesuggereerd dat, in het geval van de kleine ijspiekjes die in een koelkast worden gekweekt, de onzuiverheden zich steeds meer concentreren in de kleine onbevroren druppel aan de top van het buisje, waardoor de vriessnelheid en dus de groei van het buisje afnemen. Zij geloven echter dat in de zeldzame gevallen dat uitzonderlijk grote spikes groeien in natuurlijke ijsformaties in de open lucht, een ander mechanisme de onzuiverheden moet verwijderen die zich aan de top van de groeiende buis ophopen. Ofwel worden de onzuiverheden in zakken gedwongen die langzamer bevriezen, ofwel misschien vervangt een convectiestroom, die onbeduidend zou zijn in de kleinere, kunstmatig gegroeide pieken, het water aan de top van de buis door vers water van onderen.
De resultaten van het werk dat in Caltech werd uitgevoerd, hebben experimenten voorgesteld die dit fenomeen verder zouden kunnen ophelderen.