原子配列が長範囲に規則的である固体物質を結晶と呼んでいる．結晶中の原子あるいは分子の幾何学的な配列の様式を結晶構造という．結晶は，単位となる構造（単位胞）を前後・左右・上下に移動して，構成されているとも考えられる．構成単位となる枠を結晶格子という．結晶構造には，立方晶・六方晶・三方晶・正方晶系などがある．高温超伝導材料など新しい材料の開発には構成原子の配置・配列を知り結晶構造を知ることが極めて重要であり，X線・電子線・中性子回折などを利用して決定している．結晶構造・構造解析などの学問分野を結晶学と呼んでいる．多くの金属材料は立方晶系の結晶構造をもち，六面体の格子点と各面に原子を占有する面心立方晶(Cu, Al, Ag, Auなど)と六面体の格子点と中心に原子を占有する体心立方晶(aFe, Cr, V, Wなど)に大別される．Mg・Znなどは六方晶系に属する．