约在微观尺度，但是巨观大小的单晶亦可在天然（如钻石）或人工过程中产生。实际的晶体中存在晶体缺陷或不同于理想结构的不规则排列，这些缺陷对实际材料的许多电学及力学上的特性有关键的影响。
电子性质.固态物理探讨材料的诸多性质，如电阻率及热容量。德鲁德模型是一个早期的导电模型，此模型将分子运动论套用到固体中的电子。透过假设材料中带有不能移动的正离子、及一团由古典物理中不产生交互作用的电子所构成的「电子云」，德鲁德模型得以解释电导率和热导率，以及金属的霍尔效应，虽然电子热容被大大地高估了