Sự kết tinh phân tách một chất rắn hòa tan trong chất lỏng tạo thành dung dịch. Để kết tinh chất rắn, dung dịch được đun nóng trong một bình chứa hở để cho chất lỏng bay hơi, để lại chất rắn kết tinh.
Sự kết tinh có thể được tạo ra một cách tự nhiên hoặc nhân tạo. Ngoài các tinh thể kết tủa từ dung dịch lỏng, kết tinh cũng có thể xảy ra trong chất lỏng nóng chảy được làm lạnh hoặc chất khí lắng đọng trên bề mặt. Quá trình kết tinh xảy ra theo hai bước chính: tạo mầm và phát triển tinh thể.
Trong giai đoạn tạo mầm, các phân tử dung môi phân tán trong dung dịch bị hút vào nhau, tạo thành các cụm có kích thước nanomet. Tạm dừng quá trình ở giai đoạn này và ổn định các đám nano là một kỹ thuật thường được sử dụng trong quá trình tổng hợp các hạt nano. Để quá trình tiếp tục tạo ra các hạt nhân ổn định, tồn tại mà không bị hòa tan trở lại vào dung dịch. Kích thước tới hạn mà các hạt nhân này cần đạt được để trở nên ổn định phụ thuộc vào điều kiện hệ thống như nhiệt độ dung dịch và nồng độ dung môi.
Giai đoạn tăng trưởng tinh thể liên quan đến lực hút tiếp theo của các phân tử dung môi bổ sung vào các hạt nhân mà trước đó đã thành công trong việc đạt được kích thước tới hạn. Quá trình này tiếp tục miễn là dung dịch quá bão hòa: có nhiều dung môi hòa tan hơn mức có thể duy trì ở những điều kiện cụ thể này.
