Chất rắn kết tinh bao gồm các nguyên tử, ion và phân tử được sắp xếp theo các mô hình ba chiều xác định và lặp lại. Không giống như chất rắn vô định hình nóng chảy ở một khoảng nhiệt độ, chất rắn kết tinh có điểm nóng chảy xác định. Chất rắn kết tinh bao gồm kim loại, ion, nguyên tử mạng và chất rắn phân tử, còn chất rắn thực là tinh thể.
Trong chất rắn kim loại, các electron hóa trị giữ hạt nhân mang điện tích dương của nguyên tử kim loại lại với nhau. Các electron được phân chia bởi vì chúng không liên kết với các nguyên tử cụ thể. Chất rắn kim loại, bao gồm hầu hết các kim loại và hợp kim của chúng, cứng, sáng bóng và dễ uốn và có độ dẫn điện và nhiệt cao. Lực hút tĩnh điện liên kết các anion và cation để tạo mạng tinh thể và tạo thành chất rắn ion, chẳng hạn như natri clorua hoặc muối ăn. Mỗi ion trong một tinh thể ion được bao bọc bởi các ion mang điện tích trái dấu.
Trong chất rắn nguyên tử mạng, các liên kết cộng hóa trị giữ các nguyên tử lại với nhau để tạo thành các tinh thể lớn. Những chất rắn này bao gồm kim cương, hồng ngọc và các loại đá quý khác. Chất rắn phân tử, chẳng hạn như nước đá, bao gồm các phân tử cộng hóa trị được giữ với nhau bằng lực giữa các phân tử. Các liên kết này không mạnh bằng các liên kết được tìm thấy trong các chất rắn khác, và các chất rắn phân tử thường có nhiệt độ sôi và điểm nóng chảy thấp hơn. Chất rắn vô định hình không có cấu trúc tinh thể và có dạng liên kết không đều. Mặc dù thủy tinh có vẻ giống như một chất rắn kết tinh, nó mềm và nóng chảy ở một loạt nhiệt độ. Chất rắn vô định hình bao gồm thủy tinh, nhựa và hắc ín.
