固态物质可分为晶体和非晶体两大类：岩盐、雪花、水晶、金属、半导体等等都是晶体，玻璃、松脂、沥青等是非晶体。
晶体有天然生成的，也有人工培养成的。它们大都具有特殊的外形，例如岩盐是立方形的，雪花是六角形的，水晶是六方柱体形的。但由于生长条件的不同，同一品种的晶体，其外形不都是一样的，例如氯化钠（岩盐）晶体的外形可以是立方体或八面体，也可以是立方体和八面体的混合体，如图1所示。
用X射线对晶体和非晶体的内部结构进行了详细的研究和分析后，发现在晶体中构成晶体的所有质点（通常指原子、离子、分子及其它原子集团）都按一定的规律，周期性地排列在空间。而在非晶体里，这些质点的排列却没有上述周期性。这就是说，晶体与非晶体的差别，主要在于它们的内部结构是否具有规律性的排列。若内部结构是规律排列的，即使其外形并不完整、端正，甚至不具有多面体的外形，则仍是晶体。例如半导体器件生产中常用到的锗、硅及砷化镓等均为晶体。在自然界中有些具有相同化学成份的固态物质，若内部结构不同，则可形成为晶体或非晶体。例如高温下二氧化硅（SiO\(_{2}\)）熔体突然冷却，这时SiO2来不及形成规律排列的结构，因而形成石英玻璃，这是非晶体。但如果温度缓慢地下降，SiO\(_{2}\)熔体中的硅和氧由于时间充裕，就会排列成规律的结构，而成为石英晶体。
为了正确地研究和描述晶体内部结构的规律性，提出了空间点阵学说。按照这一学说，晶体的内部结构可以概括为是由一些质点在空间有规则地作周期性的、无限的排列，这些点子的总体就称作点阵。常用直线将空间点阵中的质点串连起来，这样点阵就成为一些网格，这些网格就叫作晶格。
图二是几种主要半导体材料的晶格结构图形。图二（a）是著名的金刚石型结构，属于这类的晶体有金刚石、锗、硅等。图二（b）是闪锌矿型结构，属于这种结构的晶体有硫化锌、砷化镓等。图三为NaCl结构图形。
由图三可见，晶体中的原子可以看成是分布在一系列彼此平行而等距的一簇晶面上，例如NaCl的立方晶体中，所有原子可以认为是分布在图三（b）所示的一簇晶面上，也可以看作是分布在图三（c）所示的一簇晶面上。为了区分这些方位不同的各簇晶面，人们规定了一些标记，如果以立方体的三个边作X、Y、Z轴，那么垂直于X轴的晶面就标为（100）面，同（100）晶面相垂直的方向就叫<100>晶向。如图四所示，可以看出（110）、（111）晶面和<110>、<111>晶向的意义。
对于同一个晶体，各种不同晶面上原子的面密度是不一样的，因此就对晶面的物理性质产生影响。如金刚石结构的硅，在（111）面上原子的面密度最大，因此在扩散时<111>晶向上扩散速度最慢，扩散较易控制，p—n结结面容易平整，这也就是在半导体器件制造中一般都使用（111）面的原因，同样也是拉单晶中沿<111>晶向生长的原因。
还应该提到，在晶体中有单晶与多晶之分，如果晶体在整个体积中沿各方向质点排列的周期性都完整地重复着，这种晶体就叫作单晶体，如半导体器件生产中用的锗、硅、砷化镓等均为单晶。另外一种是由大量极微小的单晶体杂乱地聚集而成的，这样的晶体就叫作多晶体，如常见的金属铸件就是多晶体。
上面说过，单晶体是指质点排列的周期性十分完整的晶体。但这只是理想情况，实际上，由于外界条件（如温度、应力等）的影响，会使单晶中的质点周期性排列发生混乱，这样就形成晶体中的缺陷。缺陷有点缺陷、线缺陷、面缺陷等。这些缺陷将影响着单晶材料的性质。因此在半导体器件生产中，材料的位错（线缺陷）、层错（面缺陷）的多少，是衡量材料好坏的重要参数。（王若祯 徐婉棠）