Os sólidos cristalinos consistem em átomos, íons e moléculas organizados em padrões tridimensionais definidos e repetitivos. Ao contrário dos sólidos amorfos que derretem em uma faixa de temperaturas, os sólidos cristalinos têm pontos de fusão definidos. Os sólidos cristalinos incluem sólidos metálicos, iônicos, sólidos atômicos e moleculares em rede, e os sólidos verdadeiros são cristalinos.
Em sólidos metálicos, os elétrons de valência mantêm juntos os núcleos carregados positivamente dos átomos de metal. Os elétrons são deslocalizados porque não estão ligados a átomos específicos. Os sólidos metálicos, incluindo a maioria dos metais e suas ligas, são duros, brilhantes e dúcteis e têm alta condutividade elétrica e térmica. A atração eletrostática une ânions e cátions para formar uma estrutura cristalina e formar um sólido iônico, como cloreto de sódio ou sal de cozinha. Cada íon em um cristal iônico é circundado por íons com carga oposta.
Na rede de sólidos atômicos, as ligações covalentes mantêm os átomos juntos para formar grandes cristais. Esses sólidos incluem diamantes, rubis e outras pedras preciosas. Os sólidos moleculares, como o gelo, consistem em moléculas covalentes mantidas juntas por forças intermoleculares. Essas ligações não são tão fortes quanto as encontradas em outros sólidos, e os sólidos moleculares geralmente têm pontos de ebulição e fusão mais baixos. Um sólido amorfo não possui uma estrutura cristalina e possui um padrão de ligação irregular. Embora o vidro pareça um sólido cristalino, ele amolece e derrete em uma variedade de temperaturas. Sólidos amorfos incluem vidro, plástico e alcatrão.
