Muchos minerales adoptan formas cristalinas cuando las condiciones de formación son favorables. La cristalografía es el estudio del crecimiento, la forma y el carácter geométrico de los cristales. La disposición de los átomos en un cristal puede determinarse por medio del análisis por difracción de los rayos X. La química cristalográfica estudia la relación entre la composición química, la disposición de los átomos y las fuerzas de enlace entre éstos.

La mayoría de los cristales de la tierra se formaron hace millones de años. Los cristales se forman cuando la roca líquida del interior de la Tierra se enfría y endurece. A veces los cristales se forman cuando los líquidos subterráneos recorren su camino entre las grietas y depositan lentamente los minerales.

Hay muchos cristales que reaccionan ante una acción física de forma distinta según la dirección en que se produce la fuerza. Se llaman cristales anisótropos. Los minerales amorfos, en cambio, reaccionan ante una acción física siempre de la misma forma, independientemente de la dirección, por esos son isótropos.