Ένα κρυσταλλικό στερεό είναι ένας τύπος ύλης που έχει τα άτομα, τα ιόντα ή τα μόριά του διατεταγμένα σε ένα κανονικό, τρισδιάστατο επαναλαμβανόμενο σχέδιο που ονομάζεται πλέγμα. Η διάταξη των συστατικών του μονάδων με τέτοιο τρόπο δίνει σε ένα κρυσταλλικό στερεό ορισμένα φυσικά χαρακτηριστικά που μπορεί να ποικίλλουν ανάλογα με το σχέδιο. Όλοι οι κρύσταλλοι εμπίπτουν σε ένα από τα επτά πιθανά βασικά σχήματα. Μερικά από αυτά τα σχήματα έχουν περισσότερα από ένα πιθανά μοτίβα πλέγματος, από τα οποία είναι συνολικά 14.
Οι μονάδες ενός κρυσταλλικού στερεού πλέγματος, είτε είναι άτομα, ιόντα ή μόρια, συνδέονται μεταξύ τους, δίνοντας στο στερεό μια ισχυρή δομή. Αυτό το κανονικό πλαίσιο καθιστά τους κρυστάλλους ιδιαίτερα ανθεκτικούς στη συμπίεση. Μπορεί φυσικά να σπάσουν ή να θρυμματιστούν με αρκετή δύναμη, αλλά είναι πολύ δύσκολο να τα συμπιέσεις. Μερικοί τύποι δεσμών είναι ισχυρότεροι από άλλους, αλλά όλοι οι κρύσταλλοι εμφανίζουν αυτήν την ιδιότητα σε κάποιο βαθμό. Το πλέγμα ενός κρυστάλλου αποτελείται από μονάδες που ονομάζονται κελιά, οι μικρότερες επαναλαμβανόμενες μονάδες του πλέγματος.
Το κανονικό πλαίσιο πλέγματος δίνει σε ορισμένους τύπους κρυστάλλων τεράστια αντοχή. Το διαμάντι, γνωστό ως η σκληρότερη φυσική ουσία, οφείλει τη σκληρότητά του στον τρόπο που τα άτομα άνθρακα που σχηματίζουν τη δομή του ταιριάζουν μεταξύ τους στο κρυσταλλικό του πλέγμα. Άλλα κοινά κρυσταλλικά στερεά είναι η ζάχαρη, το ορυκτό αλάτι και ορισμένοι κόκκοι άμμου όπως αυτοί του χαλαζία. Τα κρυσταλλικά στερεά εμφανίζονται στη φύση με τη μορφή πολλών τύπων πολύτιμων πολύτιμων λίθων και ορυκτών, ακόμη και ορισμένων οργανικών υλικών.
Οι κρύσταλλοι χωρίζονται σε επτά βασικά σχήματα. Αυτά τα σχήματα σπάνια βρίσκονται στη φύση σε τέλεια γεωμετρική μορφή, αλλά οι κρύσταλλοι μιας συγκεκριμένης ουσίας θα σχηματίζονται πάντα στο χαρακτηριστικό της σχήμα ή στα σύνθετα περισσότερων του ενός. Τρία από τα βασικά σχήματα κρυστάλλου είναι κανονικά, κυβικά ή ορθογώνια ορθογώνια στερεά. Μια τέταρτη μορφή είναι ένα εξαγωνικό στερεό και τα άλλα τρία είναι όλα ορθογώνια στερεά με κάποιες άκρες να συναντώνται σε γωνίες διαφορετικές από ενενήντα μοίρες. Ορισμένες ουσίες μπορεί να σχηματίζουν σύνθετα σχήματα κρυστάλλου, αλλά όλες είναι συνδυασμοί των επτά βασικών κρυσταλλικών σχημάτων.
Μέσα στα βασικά σχήματα κρυστάλλου, είναι δυνατά 14 διαφορετικά πλέγματα. Τα πλέγματα αναφέρονται στον συγκεκριμένο τρόπο με τον οποίο τα άτομα, τα ιόντα ή τα μόρια είναι διατεταγμένα στον κρύσταλλο, ο τύπος πλέγματος επηρεάζει το σχήμα του κρυστάλλου. Αυτά τα πλέγματα βοηθούν επίσης στον προσδιορισμό των φυσικών ιδιοτήτων του κρυστάλλου, όπως το πώς σπάει ο κρύσταλλος εάν χτυπηθεί, ο τρόπος με τον οποίο διαθλάται ή κάμπτεται, το φως που περνά μέσα από αυτό και το σημείο τήξης του.