Chất kết tinh là chất mà các phân tử, nguyên tử hoặc ion tạo nên nó ở dạng cực kỳ đều đặn trong ba chiều. Dạng thông thường này được gọi là mạng tinh thể. Việc một chất đông đặc dưới dạng tinh thể thường phụ thuộc vào cách nó hình thành chứ không phải các thành phần hóa học của nó.
Tinh thể hình thành từ chất lỏng bằng cách làm lạnh đến trạng thái rắn hoặc lắng đọng từ trạng thái hòa tan. Chúng có thể hình thành trực tiếp từ hơi cũng như chất lỏng. Khi các chất kết tinh, chúng có thể tạo thành đơn tinh thể hoặc đa tinh thể. Đa tinh thể là một vật thể rắn đơn lẻ có nhiều hơn một hình dạng hoặc hướng tinh thể khác nhau. Dạng cuối cùng của tinh thể phụ thuộc vào hóa học, áp suất và nhiệt độ khi chúng hình thành và các yếu tố này thay đổi nhanh như thế nào trong quá trình hình thành.
Tinh thể có thể hình thành với một số loại liên kết hóa học khác nhau giữa các nguyên tử cấu thành. Hầu hết tất cả các kim loại tồn tại dưới dạng đa tinh thể ở trạng thái rắn. Liên kết cộng hóa trị có trong các tinh thể như kim cương và thạch anh. Các liên kết ion có trong các tinh thể muối như muối ăn. Loại liên kết giữ một tinh thể với nhau ảnh hưởng đến các đặc tính chung của nó, với các tinh thể ion có xu hướng cứng hơn với nhiệt độ nóng chảy cao hơn so với tinh thể liên kết cộng hóa trị.
