Une substance cristalline est une substance où les molécules, atomes ou ions qui la composent sont dans un motif extrêmement régulier en trois dimensions. Ce motif régulier est appelé le réseau du cristal. La solidification d'une substance sous forme de cristal dépend souvent de la manière dont elle se forme, et non de ses composants chimiques.
Les cristaux se forment à partir de fluides soit par refroidissement à l'état solide, soit par dépôt à partir d'un état dissous. Ils peuvent se former directement à partir de vapeurs ainsi que de liquides. Lorsque les substances cristallisent, elles peuvent former soit un monocristal, soit un polycristal. Un polycristal est un objet solide unique avec plus d'une forme ou orientation cristalline différente. La forme finale des cristaux dépend de la chimie, de la pression et de la température présentes lors de leur formation, et de la rapidité avec laquelle ces facteurs changent au cours de la formation.
Les cristaux peuvent se former avec un certain nombre de types différents de liaisons chimiques entre les atomes constitutifs. Presque tous les métaux existent sous forme de polycristaux à l'état solide. Des liaisons covalentes sont présentes dans les cristaux tels que le diamant et le quartz. Des liaisons ioniques sont présentes dans les cristaux de sel tels que le sel de table. Le type de liaison qui maintient un cristal ensemble affecte ses propriétés générales, les cristaux ioniques ayant tendance à être plus durs avec un point de fusion plus élevé que les cristaux liés par covalence.
