Kristalizacija je stvaranje kristala koje nastaje kada se krutina istaloži iz tekuće otopine ili, rijetko, izravno iz plina. Pojam se koristi za opisivanje ovog procesa u prirodi, kao i kada se događa u laboratoriju ili industrijskom okruženju. Mogu se kristalizirati mineralni i organski spojevi, pa čak i voda. Većina kristala je neka vrsta spoja, ali kristali čistih elemenata su mogući. Tim postupkom nastaju snježne pahulje, sol i nešto dragog kamenja.
Kristali nastaju kada koncentracija otopljene tvari dosegne maksimum, stanje koje se naziva prezasićenost. Hlađenje ili isparavanje otopine će tada pokrenuti proces kristalizacije. Smanjenje temperature može potaknuti stvaranje kristala jer sposobnost otopine da zadrži otopljenu tvar djelomično ovisi o temperaturi. Kako temperatura pada, tako se smanjuje i topljivost. Isparavanje povećava koncentraciju otopljene tvari u otopini, pokrećući kristalizaciju.
Prva faza u formiranju bilo kojeg kristala naziva se nukleacija. Nukleacija je kombinacija dvije ili više molekula otopljene tvari. Ove će molekule privući više molekula, koje će se pravilno vezati za izvorne kristale. Ova struktura ovog uzorka, ili matrice, ovisi o molekularnim svojstvima tvari koja se kristalizira, ali će se nastaviti širiti na pravilan način kako se dodaju nove molekule. Ovaj se proces može nastaviti čak i nakon što koncentracija otopljene otopljene tvari padne ispod točke prezasićenja, budući da će kristal nastaviti dodavati više molekula svojoj matrici.
Najpoznatiji proces kristalizacije je stvaranje kristala vode u atmosferi. To se događa u cijelom svijetu, kontinuirano, jer se zrak koji sadrži vodenu paru hladi. voda kristalizira u led, a kako kristali vode rastu, tvore snježne pahulje.
Kristalizacija se također može odvijati vrlo sporo. Formiranje stalaktita u špiljama jedan je od oblika formiranja kristala koji se odvija tijekom mnogih stoljeća ili čak milijuna godina. Kako voda koja drži otopljene minerale teče preko površine stalaktita, molekule tih minerala se vežu s drugim molekulama, vrlo postupno se pridodavajući stalaktitu.
Drevni narodi diljem svijeta dobivali su sol stvaranjem kristala soli isparavanjem morske vode. Ova praksa se i danas koristi kao jeftin i učinkovit način dobivanja soli. Kristali soli kopaju se u nekim dijelovima svijeta iz golemih naslaga, ponekad debelih tisućama stopa, koje ostaju od isparavanja prapovijesnih mora.
Ostali kristali su vrlo traženi i iskopani zbog njihove vrijednosti kao dragog kamenja. Iako nisu svi dragulji kristali, mnogi se formiraju duboko u zemlji tijekom razdoblja od tisuća ili milijuna godina. Mnoge vrste kristala umjetno je stvorio čovjek, ali svi se ti procesi oslanjaju na iste kemijske principe po kojima nastaju prirodni kristali. Mnoga hrana, minerali i industrijski materijali nastaju kristalizacijom.