晶體缺陷是結晶固體中原子或分子排列規則模式的中斷。 粒子的位置和方向以固定距離重復，由晶體中的晶胞參數決定，表現出周期性晶體結構，但這通常是不完美的。 通常表征幾種類型的缺陷：點缺陷、線缺陷、平面缺陷、塊缺陷。 拓撲同倫建立了一種表征的數學方法。

點缺陷是僅在單個晶格點處或周圍發生的缺陷。 它們在任何維度的空間中都沒有擴展。 點缺陷有多小的嚴格限制通常沒有明確定義。 然而，這些缺陷通常最多涉及一些額外或缺失的原子。 有序結構中較大的缺陷通常被認為是位錯環。 由于歷史原因，許多點缺陷，尤其是在離子晶體中，被稱為中心：例如，在許多離子固體中的空位被稱為發光中心、色心或 F 中心。 這些位錯允許離子通過晶體傳輸，從而導致電化學反應。 這些通常使用 Kr?ger–Vink 表示法指定。

• 空位缺陷是在完美晶體中占據但空置的晶格位置。 如果相鄰原子移動以占據空位，則空位向與移動原子曾經占據的位置相反的方向移動。 周圍晶體結構的穩定性保證了相鄰的原子不會簡單地坍縮在空位周圍。 在某些材料中，相鄰的原子實際上會從空位移開，因為它們會受到周圍原子的吸引。 空位（或離子固體中的一對空位）有時稱為肖特基缺陷。
• 間隙缺陷是原子占據了晶體結構中通常沒有原子的位置。 它們通常是高能量配置。 一些晶體中的小原子（主要是雜質）可以占據沒有高能量的空隙，例如鈀中的氫。

• 相鄰的一對空位和間隙通常稱為 Frenkel 缺陷或 Frenkel 對。 這是當離子移動到間隙位置并產生空位時引起的。

• 由于材料提純方法的基本限制，材料永遠不會是 xxx 純的，根據定義，這會導致晶體結構缺陷。 在雜質的情況下，原子通常結合在晶體結構中的規則原子位置。 這既不是空位也不是間隙位上的原子，它被稱為替代缺陷。 原子不應該存在于晶體中的任何地方，因此是一種雜質。 在某些情況下，替換原子（離子）的半徑遠小于它要替換的原子（離子）的半徑，其平衡位置可能會偏離晶格位置。 這些類型的替代缺陷通常稱為偏心離子。 有兩種不同類型的替代缺陷：等價替代和異價替代。 等價取代是指取代原始離子的離子與其所取代的離子具有相同的氧化態。 異價取代是指取代原始離子的離子與其正在取代的離子具有不同的氧化態。 異價取代改變離子化合物內的總電荷，但離子化合物必須是中性的。 因此，需要一種電荷補償機制。 因此，其中一種金屬被部分或完全氧化或還原，或者產生離子空位。

• 當不同類型的原子交換位置時，有序合金或化合物中會出現反位缺陷。 例如，一些合金具有規則結構，其中每隔一個原子都是不同的種類； 為了便于說明，假設 A 型原子位于立方晶格的角上，B 型原子位于立方體的中心。 如果一個立方體的中心有一個 A 原子，則該原子位于通常被 B 原子占據的位置上，因此是反位缺陷。 這既不是空位也不是間隙，也不是雜質。
• 拓撲缺陷是晶體中正常化學鍵合環境在拓撲上不同于周圍環境的區域。 例如，在一片完美的石墨（石墨烯）中，所有原子都位于包含六個原子的環中。 如果薄片包含環中原子數不同于六個的區域，而原子總數保持不變，則形成了拓撲缺陷。 一個例子是納米管中的 Stone Wales 缺陷，它由兩個相鄰的 5 元原子環和兩個 7 元原子環組成。

• 無定形固體也可能含有缺陷。