Στην κρυσταλλογραφία, η κρυσταλλική δομή είναι ο τρόπος με τον οποίο τα άτομα (ή ιόντα ή μόρια) είναι τοποθετημένα σε ένα κρυσταλλικό υλικό. Οι κρύσταλλοι προκύπτουν φυσικά από τον τρόπο με τον οποίο συνδέονται οι χημικοί δεσμοί των ατόμων. Στον τρισδιάστατο χώρο του κρυστάλλου εμφανίζονται συμμετρικά επαναλαμβανόμενα μοτίβα.
Η κρυσταλλική δομή και η συμμετρία προκαλούν πολλές φυσικές ιδιότητες, όπως η διάσπαση (ο τρόπος διάσπασης του κρυστάλλου), ο τρόπος με τον οποίο άγει τον ηλεκτρισμό και οι οπτικές του ιδιότητες.
Η κρυσταλλική δομή μιας χημικής ουσίας είναι το σχήμα του κρυστάλλου σε μοριακό επίπεδο. Υπάρχουν διάφορα σχήματα κρυστάλλων. Το χλωριούχο νάτριο είναι κύβος. Ο θειικός χαλκός είναι τρικλινικός. Τα περισσότερα πράγματα, ακόμη και τα μέταλλα, έχουν κρυσταλλική δομή. Ορισμένοι κρύσταλλοι χωράνε περισσότερα άτομα από άλλους και αυτοί οι κρύσταλλοι συνήθως ζυγίζουν περισσότερο.
