Quá trình kết tinh lại làm sạch các hợp chất hóa học trong dung môi. Nó hoạt động tốt nhất khi chỉ có một lượng nhỏ tạp chất trong hợp chất.
Kết tinh lại, còn được gọi là kết tinh phân đoạn, là một quá trình bao gồm hòa tan một hợp chất không tinh khiết trong dung môi ở nhiệt độ cao để tạo ra một dung dịch đậm đặc và sau đó làm lạnh dung dịch từ từ. Sự giảm nhiệt độ làm giảm khả năng hòa tan của cả hợp chất hóa học và các tạp chất trong nó. Phần nguyên chất của hợp chất kết tinh, để lại các tạp chất trong dung dịch. Việc lọc ra các tinh thể nguyên chất sẽ tách chúng khỏi bất kỳ tạp chất nào và lặp lại quá trình kết tinh lại sẽ tạo ra một hợp chất thậm chí còn tinh khiết hơn.Để quá trình kết tinh lại thành công, chỉ có một lượng nhỏ tạp chất trong hợp chất hóa học và chúng phải hòa tan. Có thể dự đoán kết quả của quá trình bằng cách sử dụng đường cong độ hòa tan, là một biểu diễn đồ họa của độ hòa tan của một chất trong dung môi thay đổi như thế nào theo nhiệt độ. Để có kết quả tốt nhất, đường cong độ hòa tan phải tăng nhanh khi nhiệt độ tăng.
Được thực hiện một cách chính xác, quy trình kết tinh lại là một cách hiệu quả cao để thu được một mẫu hợp chất tinh khiết. Tuy nhiên, có thể mất nhiều thời gian vì tốc độ làm lạnh càng chậm, các tinh thể nguyên chất càng lớn, giúp lọc dễ dàng hơn.