Kristallisering är bildandet av kristaller som uppstår när ett fast ämne fälls ut från en flytande lösning eller, sällan, direkt från en gas. Termen används för att beskriva denna process i naturen såväl som när den sker i laboratorie- eller industriell miljö. Mineraliska och organiska föreningar och även vatten kan kristalliseras. De flesta kristaller är någon typ av sammansättning, men kristaller av rena grundämnen är möjliga. Snöflingor, salt och vissa ädelstenar bildas av denna process.
Kristaller bildas när koncentrationen av ett löst ämne når ett maximum, ett tillstånd som kallas övermättnad. Kylning eller förångning av lösningen kommer då att utlösa kristallisationsprocessen. En minskning av temperaturen kan utlösa kristallbildning eftersom en lösnings förmåga att hålla ett löst ämne delvis beror på temperaturen. När temperaturen sjunker, minskar också lösligheten. Avdunstning ökar koncentrationen av det lösta ämnet i lösningen, vilket utlöser kristallisation.
Det första steget i bildandet av någon kristall kallas kärnbildning. Kärnbildning är kombinationen av två eller flera molekyler av det lösta ämnet. Dessa molekyler kommer att attrahera fler molekyler, som kommer att binda till de ursprungliga kristallerna i ett regelbundet mönster. Denna struktur av detta mönster, eller matris, är beroende av de molekylära egenskaperna hos ämnet som kristalliseras men kommer att fortsätta att fortplanta sig på ett regelbundet sätt när fler molekyler tillsätts. Denna process kan fortsätta även efter att koncentrationen av löst löst ämne sjunker under övermättnadspunkten, eftersom kristallen kommer att fortsätta att lägga till fler molekyler till sin matris.
Den mest kända kristallisationsprocessen är bildandet av vattenkristaller i atmosfären. Detta sker över hela världen, på en kontinuerlig basis, eftersom luft som innehåller vattenånga kyls. vattnet kristalliseras till is, och när vattnets kristaller växer bildar de snöflingor.
Kristallisering kan också ske mycket långsamt. Stalaktitbildning i grottor är en form av kristallbildning som äger rum under många århundraden eller till och med miljoner år. När vatten som håller lösta mineraler strömmar över ytan av stalaktiten, binder molekyler av dessa mineraler till andra molekyler, vilket mycket gradvis ökar till stalaktiten.
Forntida folk över hela världen fick salt genom bildandet av saltkristaller från avdunstning av havsvatten. Denna praxis används fortfarande idag som ett billigt och effektivt sätt att få fram salt. Saltkristaller bryts i vissa delar av världen från enorma avlagringar, ibland tusentals fot tjocka, som finns kvar från avdunstning av förhistoriska hav.
Andra kristaller är mycket eftertraktade och bryts för sitt värde som ädelstenar. Även om inte alla ädelstenar är kristaller, bildas många djupt inne i jorden under en period av tusentals eller miljoner år. Många typer av kristaller skapas på konstgjord väg av människan, men alla dessa processer bygger på samma kemiska principer som naturliga kristaller bildas genom. Många livsmedel, mineraler och industriella material produceras genom kristallisation.