Os cristais são formados por um processo denominado nucleação, que ocorre em soluções contendo uma alta concentração do soluto. Depois que um núcleo é formado, as partículas de soluto se ligam a ele, causando o crescimento de um cristal.
Os cristais são normalmente formados quando uma solução altamente saturada é preparada adicionando altas concentrações de um soluto a um líquido, como água, e dissolvendo o soluto completamente. Se as moléculas de soluto dissolvidas se agregam, elas formam cristais, e essa agregação pode ser iniciada adicionando um núcleo à solução. Um núcleo é uma superfície sólida que é adicionada à solução para fornecer às moléculas uma superfície na qual se agreguem, permitindo assim que um cristal cresça.
A agregação de moléculas de soluto pode ser iniciada espontaneamente na solução sem a adição de um núcleo externo. As moléculas de soluto estão quase sempre rodeadas ou "protegidas" pelas moléculas de solvente. No entanto, se houver uma alta concentração do soluto, as moléculas podem colidir umas com as outras e se unir para formar um núcleo onde os cristais podem crescer. Na maioria das vezes, quando as moléculas de soluto colidem, elas têm a tendência de se separar umas das outras em vez de grudar devido a várias forças presentes na solução. No entanto, se várias colisões ocorrerem em um curto espaço de tempo entre várias moléculas, o agregado de moléculas pode atingir um tamanho crítico, formando um núcleo estável. A evaporação aumenta a formação de cristais removendo as moléculas de solvente e permitindo maior frequência de colisões entre as moléculas de soluto.
