A túlhűtés lényege az, hogy valamely anyagot fagyáspontja alá hűtünk, más néven fagyáspontcsökkenést "idézünk" elő.
Esetünkben a vizet kell a fagypontja (0 °C) alá hűteni. Ezt a legeredményesebben kémiailag tiszta vízzel (más néven desztillált vízzel) tudjuk elérni. A folyamat során a víz hőmérsékletét egészen -4 °C-ig hűtjük, majd ha ilyenkor valamilyen külső fizikai hatást mérünk rá (például: beleejtünk valamit, belerakjuk az ujjunkat, megrázzuk), a víz hőmérséklete fel fog „szökni” egészen 0 °C-ig, ahol elkezdenek kialakulni a jégkristályok és megfagy, majd visszahűl -4 °C-ra. Ez a folyamat pillanatok alatt játszódik le. A túlhűtött víz jéggé alakítása általában valamilyen mag, például szennyező részecske körül kezdődik el. Ezért alakul ki jégeső, amikor túl gyorsan emelkedik fel a nedves levegő nyári zivatarok során, és kevés kondenzációs mag van jelen.