結晶是固體形成的過程，其中原子或分子被高度組織成一種稱為晶體的結構。 晶體形成的一些方式是從溶液中沉淀、凍結，或者更罕見的是直接從氣體中沉積。 所得晶體的屬性在很大程度上取決于溫度、氣壓等因素，在液晶的情況下，還取決于液體蒸發的時間。

結晶發生在兩個主要步驟中。 xxx個是成核，從過冷液體或過飽和溶劑中出現結晶相。 第二步稱為晶體生長，即顆粒尺寸的增加并導致晶態。 這一步的一個重要特征是松散的顆粒在晶體表面形成層，并進入開放的不一致處，如孔隙、裂縫等。

大多數礦物質和有機分子很容易結晶，所得晶體通常質量良好，即沒有可見缺陷。 然而，較大的生化顆粒，如蛋白質，通常難以結晶。 分子結晶的難易程度在很大程度上取決于原子力（對于礦物質）、分子間力（有機和生化物質）或分子內力（生化物質）的強度。

結晶也是一種化學固液分離技術，其中發生溶質從液體溶液到純固體結晶相的質量轉移。 在化學工程中，結晶發生在結晶器中。 結晶因此與沉淀有關，雖然結果不是無定形或無序的，而是晶體。

結晶過程包括兩個主要事件，成核和晶體生長，它們由熱力學性質和化學性質驅動。成核是分散在溶劑中的溶質分子或原子開始聚集成簇的步驟，在微觀尺度上（ 提高小區域的溶質濃度），在當前操作條件下變得穩定。 這些穩定的簇構成了原子核。 因此，簇需要達到臨界尺寸才能成為穩定的核。 這種臨界尺寸取決于許多不同的因素（溫度、過飽和度等）。 在成核階段，原子或分子以定義的周期性方式排列，從而定義了晶體結構——請注意，晶體結構是一個特殊術語，指的是原子或分子的相對排列，而不是晶體的宏觀性質 晶體（大小和形狀），盡管這些是內部晶體結構的結果。

晶體生長是隨后成功達到臨界簇尺寸的晶核尺寸增加。 晶體生長是一個動態過程，發生在平衡狀態下，溶質分子或原子從溶液中沉淀出來，然后溶解回溶液中。 過飽和度是結晶的驅動力之一，因為物質的溶解度是由 Ksp 量化的平衡過程。 根據條件，成核或生長可能比另一個占主導地位，這決定了晶體尺寸。

許多化合物具有結晶的能力，其中一些具有不同的晶體結構，這種現象稱為多晶現象。 某些多晶型物可能是亞穩態的，這意味著雖然它不處于熱力學平衡狀態，但它是動力學穩定的并且需要一些能量輸入來啟動向平衡相的轉變。 實際上，每種多晶型物都是不同的熱力學固態，同一化合物的晶體多晶型物表現出不同的物理性質，例如溶解速率、形狀（小平面之間的角度和小平面生長速率）、熔點等。因此，多晶現象是 在結晶產品的工業制造中具有重要意義。 此外，晶相有時會因溫度等不同因素而相互轉化，例如在二氧化鈦的銳鈦礦相到金紅石相的轉變中。

有許多涉及結晶的自然過程的例子。

地質時間尺度過程示例包括：

• 天然（礦物）晶體形成（另見寶石）；
• 鐘乳石/石筍，年輪形成；

人類時間尺度過程示例包括：

• 雪花形成；
• 蜂蜜結晶（幾乎所有類型的蜂蜜都會結晶）。

晶體的形成可分為兩種，xxx種晶體由陽離子和陰離子組成，也稱為鹽，如乙酸鈉。 第二種類型的晶體由不帶電的物質組成，例如薄荷醇。

晶體形成可以通過多種方法實現，例如：冷卻、蒸發、添加第二溶劑以降低溶膠的溶解度。