子可能会形成规则（晶体，包括金属 和冰）或是不规则（无定形体，像是一般常见的玻璃）的排列。作为一个一般性的理论，固态物理学的研究主要聚焦于晶体。这主要是因为晶体中原子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。