Os sólidos são classificados como amorfos ou cristalinos com base na sua estrutura interna tridimensional. Sólidos amorfos como vidro de sílica fundido falta uma encomenda de arranjo interno das suas partículas constituintes, enquanto que os sólidos cristalinos como o quartzo têm as suas partículas constituintes dispostas numa repetição tridimensional padrão em todo o sólido. A estrutura de um sólido cristalino é representada por uma célula unitária, que é a menor unidade de repetição da estrutura cristalina que mantém a simetria da estrutura.

O conjunto padrão tridimensional é conhecido como um cristal de malha, que é composto de pontos de malha e vetores de malha. Os vetores da malha delineiam os bordos da célula da unidade, e os pontos de malha podem ser nos cantos, nas faces, ou no centro da célula da unidade. Os sistemas de malha são definidos pelas dimensões da célula de unidade.

Existem 7 tipos de sistemas de malha:cúbica, tetragonal, ortopédica, rombohedral, monoclínica, triclínico, e hexagonal. As posições dos átomos numa célula unitária não são necessariamente os mesmos que os pontos da malha. O padrão de átomos na célula da unidade, ou motivo, é frequentemente definida em termos de localização dos átomos relativo a um dado ponto da malha.

O número de átomos numa célula unitária reflete a eficiência do sólido, ou a quantidade do seu volume ocupados por átomos em vez do espaço entre eles. Um número mais elevado de átomos na célula da unidade corresponde geralmente a embalagem mais eficiente. Átomos atribuídos a uma célula unitária não podem ser totalmente contidos dentro da célula.

Uma maneira de contar estes átomos parciais é considerar cada átomo um canto como um oitavo de um átomo e cada átomo uma face como metade de um átomo. Em alternativa, se uma célula unitária tem um átomo em cada canto, um é atribuído à célula de unidade e as outras sete são ignoradas. Se uma célula unitária tiver um átomo em cada uma de duas faces, um é atribuído à célula de unidade e a outra é ignorada.