Een vast kristallijn materiaal wordt gevormd door een stapeling van atomen in een vast rooster. De chemische samenstelling en de positie van de atomen bepalen welk materiaal uiteindelijk gevormd wordt.
Voor matereriaalonderzoek is het van groot belang dat de structuur van materialen goed begrepen wordt. Theoretici proberen namelijk om eigenschappen van materialen te voorspellen door gebruik te maken van deze structuur. Experimentatoren proberen daarom vanuit experimentele gegevens een zo goed mogelijk beeld te vormen van de structuur van materialen.