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约公元前500000年
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图为一位洞穴探险家站在水晶洞的巨大晶体中间，这看起来就像是某部科幻电影中的一幕。
X—射线晶体学（1912 年），准晶体（1984 年），配合物骨架材料（1997 年），重结晶和同质多晶（1998 年）
只要条件适宜，许多化合物都可能形成晶体。在诸多外部条件中，温度是结晶的至关重要的因素。当冷却速度足够快时，那些我们通常认为是液体（甚至是气体）的物质都有可能形成晶体。一般而言，形成晶体的难易程度不只取决于该化合物是否具有足够的纯净度与浓度，还取决于该化合物的分子结构——只有分子结构足够规整才能最终形成重复有序的空间排列（即晶体）。而那些不规整长链构成的化合物（例如石蜡或脂肪酸），最终只能形成蜡状固体，无法产生晶体。
晶体的形成也依赖于该化合物溶液的降温速度及受到的外界扰动情况。比如，在墨西哥洞穴的采矿作业中，人们就发现了令人叹为观止的两个天然形成晶体的例证：第一个发现于1910年，低于海平面约400英尺
的“剑之洞”（Cueva de las Espadas）里，人们惊奇地发现了长达1米的石膏[硫酸钙（calcium sulfate）]的结晶体；而在2000年，人们又在低于海平面约1 000英尺的地方发现了令人叹为观止的“水晶洞”（Cueva de Los Cristales），洞中最大的石膏晶体大约有40英尺高、55吨重。根据地质演变史，人们给出了这些巨大石膏晶体成因的最佳解释：由于这个洞穴位于墨西哥中北部奇瓦瓦沙漠（Chihuahuan Desert）的耐卡断层线（Naica fault line），且洞穴里充满了水，经过岩浆穴成百上千年的炙烤，地层中硫酸钙逐渐溶解到水中——硫酸钙的饱和液就这样形成了，又经过至少50万年的缓慢降温，大自然的鬼斧神工缔造了这些宏伟的石膏晶体，这在世界其他地方这是不多见的。
生石膏（Gypsum）本身是一种常见矿物。依赖于具体结晶条件的不同，生石膏可以形成多种形态的晶体。同时生石膏也是制备熟石膏（Plaster）的主要原料，人们熟知的“巴黎石膏”（Plaster of Paris）就来源于古代巴黎蒙马特区（Montmartre district of Paris）的古石膏矿，但如上文中提到的“水晶洞”般宏伟的石膏晶体在世界其他地方迄今都没有被发现过。■