Os cristais são formados por um processo chamado nucleação. A nucleação faz com que certos átomos ou moléculas se dissolvam em suas unidades individuais em um solvente. Essas moléculas então se conectam umas às outras para formar um núcleo. Eventualmente, o núcleo cresce o suficiente para cristalizar, e as moléculas de soluto restantes se ligam ao núcleo até que o equilíbrio ocorra entre as moléculas no cristal e no solvente.
O processo de nucleação pode ser assistido ou não. A nucleação não assistida ocorre quando o processo de cristalização começa com as próprias moléculas, enquanto a nucleação assistida ocorre em uma superfície sólida. Na nucleação assistida, as moléculas de soluto encontram uma superfície sólida e se fixam nela.
Os cristais podem se formar em todas as partes do mundo, desde a superfície até as profundezas da terra. Eles podem até crescer a partir de vapores ricos em minerais. Por exemplo, o enxofre freqüentemente se forma em áreas vulcânicas devido ao fenômeno de gases quentes encontrando ambientes mais frios e depositando cristais. Os cristais também podem crescer em outras condições variáveis. Por exemplo, cristais podem se formar em paredes de rocha, em outros cristais ou mesmo em partículas de poeira. Eles também podem crescer rapidamente, lentamente ou parar de crescer completamente, dependendo das mudanças na temperatura e concentração do solvente.
