De forma simplificada, a cristalização é o processo pelo qual uma forma sólida é resultado de átomos ou moléculas extremamente organizadas em uma estrutura conhecida como cristal. Os cristais podem se formar simplesmente a partir da precipitação de uma solução, do congelamento e, raramente, da deposição direta de um gás. Muitos são os fatores entrelaçados ao processo de cristalização, tais como a temperatura, pressão atmosférica e, no caso de cristais líquidos, do tempo de evaporação do fluido.

A cristalização ocorre em duas principais etapas. A primeira, chamada de nucleação, se dá a partir da supersaturação do solvente ou da resfriamento da solução. Sequencialmente ocorre a segunda etapa, chamada de crescimento cristalino, na qual o cristal começa a crescer até chegar em sua forma final. Nesta etapa, pode ocorrer de partículas soltas se depositarem sobre o cristal formando assim poros, rachaduras etc.

Grande parte dos minerais e moléculas orgânicas mais simples se cristalizam e recristalizam facilmente sem deteriorar a qualidade dos cristais formados e sem demonstrar defeitos visíveis. Em contrapartida, as moléculas orgânicas mais complexas comumente apresentam dificuldade de cristalização. A maneira como ocorrerá a cristalização está ligada diretamente à força atômica (no caso de substâncias minerais), forças intermoleculares e forças intramoleculares (no caso de compostos orgânicos e bioquímicos).

A cristalização também é empregada como técnica para separar com segurança os componentes de misturas homogêneas constituídas por sólidos dissolvidos em líquidos. Se o aglomerado não atinge a estabilidade necessária ele redissolve. Também se pode relacionar a cristalização com a precipitação, porém, diferentemente, o resultado da cristalização é o cristal de estrutura ordenada e organizada.

Popularmente, formas cristalinas estão presentes no cotidiano das pessoas, seja como itens para consumo humano, como resultado de fenômenos atmosféricos, geológicos e da produção sintética de cristais. Um grande exemplo de cristalização, é a precipitação ordenada e estruturada da água em gelo formando os flocos de neve.