La cristalización es un proceso físico por el cual se forma un sólido, el cristal, a partir de un gas, un líquido o una disolución, en el que los iones, átomos o moléculas están altamente organizados, al establecerse enlaces formando una red cristalina. La cristalización se emplea con bastante frecuencia en química para purificar una sustancia sólida.^[1]​

La cristalización se produce en dos pasos principales. El primero es la nucleación, la aparición de una fase cristalina a partir de un líquido sobreenfriado o de un solvente supersaturado. El segundo paso se conoce como crecimiento cristalino, que es el aumento en el tamaño de las partículas y conduce a un estado cristalino. Una característica importante de este paso es que las partículas sueltas forman capas en la superficie del cristal y se alojan en inconsistencias abiertas como poros, grietas, etc.

La mayoría de minerales y moléculas orgánicas cristalizan fácilmente, y los cristales resultantes son generalmente de buena calidad, es decir, sin defectos visibles. Sin embargo, las partículas bioquímicas más grandes, como las proteínas, son a menudo difíciles de cristalizar. La facilidad con la que las moléculas cristalizarán fuertemente depende de la intensidad de las fuerzas atómicas (en el caso de sustancias minerales), fuerzas intermoleculares (sustancias orgánicas y bioquímicas) o fuerzas intramoleculares (sustancias bioquímicas).

La cristalización es también una técnica de separación química sólido-líquido, en la que se produce la transferencia de masa de un soluto de la solución líquida a una fase cristalina sólida pura. En ingeniería química, la cristalización ocurre en un cristalizador. La cristalización está por tanto relacionada con la precipitación, aunque el resultado no es amorfo o desordenado, sino un cristal.