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결정은 일반적으로 액체가 고체로 될 때 또는 용액이 과포화(過飽和 : 용해된 물질을 더 이상 수용할 수 없을 만큼 포화되어 용질이 침전되는 상태)될 때 형성된다. 대부분 단순한 물질의 고체 상태는 결정질구조(結晶質構造)를 갖는다. 예를 들어 금속과 합금·광물 및 반도체 등이 여기에 해당된다.

고무나 유리 같은 좀더 복잡한 물질은 유리질(琉璃質)이라고도 하는 비정질(非晶質)과 결정질의 2가지 고체형태를 가지기도 한다(→ 비결정성물질). 액체상태에 있는 물질이 결정화 작용을 거치지 않은 채 단단한 상태로 냉각되어 형성된 고체는 비정질이 된다. 이것은 서서히 결정으로 변하기도 하지만 그 과정은 매우 늦다.

결정구조라 해도 반드시 눈으로 볼 수 있는 것은 아니다. 수많은 물질은 임의의 방향으로 채워진 정자(晶子 : 물질의 작은 조각으로 각각이 하나의 완전한 결정임)로 이루어져 있기 때문이다. 이런 다결정질 물질에 포함된 결정형(結晶形)은 X선 회절분석(回折分析)이나 전자현미경으로만 식별할 수 있다. X선 회절분석에서 X선 필름 위에 나타나는 독특한 자국은 매우 작은 표본으로도 광물을 구분할 수 있게 하는 지문(指紋) 역할을 한다. 따라서 결정학자들은 어떤 광물이 어떤 자국을 내는지를 모은 책을 펴내고 있다.

매우 특수한 조건에서는 단결정구조(單結晶構造)가 눈으로 볼 수 있을 정도로 자라기도 한다. 자연적으로 산출되는 보석광물(寶石鑛物)이 여기에 해당한다. 얼음도 물이 아주 천천히 얼 때는 큰 단결정으로 자라기도 한다. 근래에는 인위적으로 단결정을 성장시키는 방법들이 발명되고 있다(→ 단결정인상법). 인조결정(人造結晶)은 뛰어난 규칙성을 보이므로, 과학자들은 구성 단위포 내부에 관한 더 많은 정보를 얻을 수 있다. 이런 분야를 맨 처음 개척한 것은 지질학자들로 이들은 광물의 광학적(光學的) 성질을 단위포의 크기와 형태에 관련시키는 데 이바지한 현미경을 발달시켰다.