晶體生長，一種固體材料，其組成原子、分子或離子被布置在所有三個空間維度延伸的有序重復的圖案。晶體生長是結晶過程的主要階段，包括將新的原子、離子或聚合物串添加到晶格的特征排列中。生長通常遵循均相或異相成核的初始階段，除非已經存在有意添加以開始生長的“種子”晶體。

晶體生長的作用產生晶體固體，其原子或分子緊密堆積，在空間上相對于彼此具有固定的位置。物質的結晶態具有明顯的結構剛度和非常高的抗變形性（即形狀和/或體積的變化）。大多數結晶固體兼得的高值的楊氏模量和的剪切模量的彈性。這與大多數具有低剪切模量并且通常表現出宏觀粘性流動能力的液體或流體形成對比。

結晶過程分為兩個階段：成核和生長。在xxx個成核階段，會產生一個包含新形成的晶體的小核。成核發生的速度相對較慢，因為初始晶體成分必須以正確的方向和位置相互碰撞，以使其粘附并形成晶體。成功形成穩定的核后，便進入了一個生長階段，其中自由顆粒（原子或分子）吸附到核上，并從其成核位置向外傳播其晶體結構。這個過程比成核要快得多。這種快速增長的原因是，真實的晶體包含位錯以及其他缺陷，它們是將顆粒添加到現有晶體結構中的催化劑。相比之下，完美的晶體（沒有缺陷）將非常緩慢地生長。

成核可以是均質的，不受外來顆粒的影響；也可以是異質的，受外來顆粒的影響。通常，異質成核發生得更快，因為異物顆粒充當了晶體生長的支架，因此消除了產生新表面的必要性和初始表面能的需求。

異質成核可以通過幾種方法進行。一些最典型的是晶體在其上生長的容器中的細小內含物或切塊。這包括玻璃器皿側面和底部的劃痕。晶體生長的常規做法是向溶液中添加異物，例如細繩或巖石，從而提供成核位點，以促進晶體生長并減少完全結晶的時間。

成核位點的數量也可以以此方式控制。如果使用全新的玻璃器皿或塑料容器，則可能不會形成晶體，因為容器的表面太光滑而無法產生異質形核。另一方面，嚴重劃傷的容器將導致許多行小晶體。為了獲得中等數量的中等大小的晶體，具有少量劃痕的容器效果xxx。同樣，在晶體生長項目中添加預先制成的小晶體或籽晶，將為溶液提供成核位置。僅添加一個籽晶將導致更大的單晶。

在遠低于熔點的溫度下，晶體與其蒸氣之間的界面在分子上會很鋒利。理想的晶體表面通過單層的鋪展或等效地通過邊界層的生長步驟的橫向推進來生長。對于可察覺的增長率，此機制需要有限的驅動力（或過冷度），以便充分降低成核壁壘，以便通過熱波動產生成核作用。在從熔體中生長晶體的理論中，伯頓和卡布雷拉區分了兩種主要機理：

該表面通過臺階的橫向運動前進，臺階的高度為一個平面內間距（或其高度的整數倍）。除了在臺階經過期間，表面的元素沒有變化并且不垂直于自身前進，然后按臺階高度前進。將臺階視為表面的兩個相鄰區域之間的過渡是有用的，該兩個區域彼此平行并因此配置相同-彼此移位了整數個晶格面。在此請注意，即使階梯高度比漫射表面的厚度小得多，也可能在漫反射表面中形成階梯。

表面垂直于自身前進，無需逐步生長機制。這意味著在存在足夠的熱力學驅動力的情況下，表面的每個元素都能夠連續變化，從而有助于界面的發展。對于尖銳或不連續的表面，此連續變化在每個連續的新層的大面積上或多或少是均勻的。對于更分散的表面，連續生長機制可能需要同時在幾個連續的層上進行更改。

通常認為，晶體的機械性質和其他性質也與主題有關，并且晶體形態提供了生長動力學和物理性質之間的缺失聯系。Josiah Willard Gibbs對異質平衡的研究提供了必要的熱力學儀器。他提供了一個清晰的表面能定義，使表面張力的概念適用于固體和液體。他還認識到各向異性的表面自由能意味著非球形的平衡形狀，該形狀應在熱力學上定義為使總表面自由能最小的形狀。

可能有指導意義的是，晶須的生長提供了晶須高強度的機械現象與負責其纖維形態的各種生長機制之間的聯系。（在發現碳納米管之前，單晶須具有所有已知材料中最高的拉伸強度）。一些機制可產生無缺陷的晶須，而另一些機制可能沿生長主軸具有單螺桿位錯-產生高強度的晶須。

晶須生長的機理尚未得到很好的理解，但似乎受到壓縮機械應力的鼓勵，這些機械應力包括機械誘導的應力，不同元素擴散引起的應力以及熱誘導的應力。金屬晶須在幾個方面與金屬枝晶不同。樹突狀呈蕨狀，像樹的樹枝，并在金屬表面上生長。相反，晶須是纖維狀的，并且與生長或基質表面成直角突出。