物理性质都不相同，因此要确定或涉及材料的性质，相分析工作十分重要。譬如，纯铁在加热到912℃时，晶体结构会发生从体心立方（body-centered cubic，简称bcc）到面心立方（face-centered cubic，简称fcc）的相转变，称为奥氏体转变。由于面心立方结构是一种密堆垛结构，而体心立方则较松散，这解释了铁在加热过912℃后体积减小的现象。典型的相分析也是通过分析材料的X射线衍射结果来进行的。晶体学理论涉及各种空间点阵对称关系的枚举，因此常需借助数学中的群论进行研究。参见对称群。