的週期性有助于数学模型的建立。同样地，晶体材料往往有可以利用在工程学上的电机、磁学、光学或机械工程性质。晶体中微粒的作用力有多种形式。离子晶体中，阴阳离子以离子键结合。分子晶体中，参与成键的原子通过共用电子形成共价键结合。金属晶体中，电子离域，形成金属键。惰性气体不成键；固态时，将其聚集的力量来自于各个原子的电子云极化所造成的凡得瓦力。不同种固体之间的差异，便是源于键结种类的不同。
历史.尽管固体的物理性质在数世纪以来一直是科学界中普遍的问题，以「固态物理学」为名的研究领域出现