Água de cristalização é água que ocorre em cristais mas não é ligada covalentemente a molécula ou íon "hospedeiro". O termo é arcaico e anterior a moderna química inorgânica estrutural, de uma época em que as relações entre estequiometria e estrutura eram pouco entendidas. No entanto, o conceito é amplo e quando empregado precisamente o termo pode ser útil. Quando cristalizados a partir de água ou outros solventes, muitos compostos incorporam moléculas de água em suas grades cristalinas. Frequentemente, de fato, os casos específicos não podem ser cristalizados na ausência de água, mesmo que nenhuma ligação forte entre moléculas de água "hóspedes" possa ser evidente.

Classicamente, "água de cristalização" refere-se a água que é encontrada em uma grade cristalina de um complexo metálico mas que não é diretamente ligada ao íon metálico. Obviamente a "água de cristalização" é ligada ou interage com "alguns" outros átomos e íons ou não seria incluído na estrutura cristalina. Considere-se o caso do cloreto de níquel (II) hexaidrato. Este espécime tem a fórmula NiCl₂(H₂O)₆. Exame desta estrutura molecular revela que o cristal consiste de subunidades [trans-NiCl₂(H₂O)₄] que são ligadas por ligação de hidrogênio a cada outra ou duas outras moléculas isoladas de H₂O. Então 1/3 das moléculas de água no cristal não são diretamente ligadas ao Ni²⁺, e esta pode ser denominada "água de cristalização".

Comparadas a sais inorgânicos, as proteínas cristalizam com quantidades anormalmente grandes de água na estrutura cristalina. Um conteúdo de água de 50 % não é incomum. O extenso "escudo" de hidratação é o que em cristalografia de proteínas se discute que na conformação do cristais não seja muito distante do que seja a conformação em solução.