Cristalele se formează printr-un proces numit nucleare, care are loc în soluții care conțin o concentrație ridicată de substanță dizolvată. Odată ce nucleul se formează, particulele de solut se leagă de el, provocând astfel creșterea unui cristal.
Cristalele se formează de obicei când se prepară o soluție foarte saturată prin adăugarea unor concentrații ridicate de substanță dizolvată la un lichid, cum ar fi apa, și dizolvarea completă a soluției. Dacă moleculele dizolvate dizolvate se agregă împreună, ele formează cristale și această agregare poate fi inițiată prin adăugarea unui nucleu la soluție. Un nucleu este o suprafață solidă care este adăugată la soluție pentru a furniza moleculelor o suprafață pe care se agregă, permițând astfel unui cristal să crească.Agregarea moleculelor dizolvate poate fi inițiată spontan în soluție fără adăugarea unui nucleu extern. Moleculele dizolvate sunt aproape întotdeauna înconjurate sau "ecranate" de moleculele de solvent. Cu toate acestea, dacă există o concentrație mare de substanță dizolvată, moleculele se pot ciocni unul în celălalt și se pot lipi împreună pentru a forma un nucleu în care cristalele pot crește. De cele mai multe ori, când moleculele dizolvate se ciocnesc, ele au tendința de a se desprinde unul de celălalt, mai degrabă decât de a se lipi, datorită diferitelor forțe prezente în soluție. Cu toate acestea, în cazul în care mai multe coliziuni apar într-un timp scurt între mai multe molecule, agregatul de molecule poate ajunge la o dimensiune critică, formând un nucleu stabil. Evaporarea îmbunătățește formarea cristalului prin îndepărtarea moleculelor de solvent și permițând o creștere a frecvenței coliziunilor dintre moleculele dizolvate.
