过饱和溶液含有超过平衡溶解量的溶质，冷却速度可以影响晶体数量和平均尺寸_结晶与分离

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。

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。

相同物质可以形成外观不同的晶体形貌。多晶型指同种化合物存在不同晶体结构。不同晶型可能具有不同溶解度和熔点。水合物晶体中含有一定形式的结晶水。结晶水不是普通附着在表面的液态水。风化可能使水合物在空气中失去结晶水。潮解指物质吸水后逐渐形成溶液的现象。吸湿并不一定最终导致物质完全潮解。

非晶固体的衍射图样通常缺少尖锐长程周期峰。玻璃缺少普通晶体那样的长程周期结构。玻璃在日常时间尺度内属于固体材料。陶瓷通常由无机非金属材料经加工形成。烧结使颗粒在高温下通过扩散等过程结合。粉末粒径会影响烧结速度与最终孔隙结构。多孔材料具有较大内部界面和特殊输运性质。沸石的规则孔道可用于吸附和分子筛分离。