I cristalli sono formati da un processo chiamato nucleazione. La nucleazione fa sì che certi atomi o molecole si dissolvano nelle loro singole unità in un solvente. Queste molecole quindi si connettono tra loro per formare un nucleo. Alla fine, il nucleo si ingrandisce abbastanza da cristallizzarsi e le rimanenti molecole di soluto si attaccano al nucleo finché non si verifica l'equilibrio tra le molecole nel cristallo e nel solvente.
Il processo di nucleazione può essere assistito o non assistito. La nucleazione non assistita si verifica quando il processo di cristallizzazione inizia con le molecole stesse, mentre la nucleazione assistita avviene su una superficie solida. Nella nucleazione assistita, le molecole di soluto incontrano una superficie solida e si attaccano ad essa.
I cristalli possono formare in tutte le parti del mondo, dalla superficie alla profondità della terra. Possono persino crescere da vapori ricchi di contenuto minerale. Ad esempio, lo zolfo si forma spesso in aree vulcaniche a causa del fenomeno dei gas caldi che incontrano ambienti più freddi e depositi di cristalli. I cristalli possono anche crescere in altre condizioni variabili. Ad esempio, i cristalli possono formarsi su pareti rocciose, su altri cristalli o anche su particelle di polvere. Possono anche crescere rapidamente, lentamente o smettere di crescere del tutto a seconda delle variazioni di temperatura e della concentrazione del solvente.
