晶种能够为新晶体生长提供已有结构表面：结晶过程使粒子形成具有规则排列的固体

结晶过程使粒子形成具有规则排列的固体。晶体生长需要适当的过饱和或过冷条件。过饱和溶液含有超过平衡溶解量的溶质。晶种能够为新晶体生长提供已有结构表面。冷却速度可以影响晶体数量和平均尺寸。缓慢生长常有利于获得较大的完整晶体。快速沉淀可能包裹杂质并降低固体纯度。晶体外形受到内部结构与生长条件共同影响。

析出强化依赖第二相颗粒阻碍位错运动。颗粒尺寸过度长大可能降低部分强化效果。固体中的扩散通常通过空位或间隙机制进行。固体原子的扩散在较高温度下往往明显加快。晶体表面与内部原子具有不同的配位环境。表面重构可以降低晶体表面的自由能。晶体结构与化学组成需要共同用于解释性质。材料加工历史可能使同组成样品表现不同。

金属有机骨架由金属节点与有机配体构成。晶体中的缺陷也可能创造有用的催化位点。固溶体中一种组分进入另一种晶体的结构。置换固溶与间隙固溶具有不同占位方式。相分离会使材料形成组成不同的空间区域。合金热处理通过改变组织结构调节性能。淬火常借助快速冷却保留非平衡组织。退火可以降低部分内应力并改变微观结构。