Baie vaste stowwe het 'n kristallyne struktuur. Dit wil sê dat hulle bestaan uit 'n reëlmatige stapeling van 'n strukturele eenheid (molekules, ione, atome) wat as boustene daarvan beskou kan word. Die strukturele eenhede vorm 'n driedimensionale rooster. In kristallografie word die gestapelde strukturele eenhede eenheidselle genoem. Die reëlmatige stapeling word (Parallelle) verskuiwingsimmetrie genoem. Naas die verskuiwingsimmetrie bestaan daar ook die interne simmetrie binne dié eenhede. Die somtotaal van die soorte simmetrieë word die kristalstruktuursimmetrie genoem. 'n Tegniek wat gebruik kan word om die kristalstruktuur te bepaal is X-straaldiffraksie. Dit is tot op hede (2003) nog die noukeurigste metode om die struktuur van molekules en van nie-molekulêre roosters te ondersoek. Die kristalstrukture van meer as 250 000 organiese verbindings is reeds bepaal en opgeteken in die Cambridge Structural Database. Die golflengte van X-strale het dieselfde grootteorde as die eenheidselle, ongeveer 1 nm. 'n Ander diffraksietegniek wat dit vermag is neutrondiffraksie. Buiten kristallyne vaste stowwe bestaan daar ook glasstrukture en amorfe strukture. Kristalstrukture word gekenmerk deur hul simmetrie.