Kristalizacija yra kristalų susidarymas, atsirandantis, kai kieta medžiaga nusėda iš skysto tirpalo arba, retai, tiesiogiai iš dujų. Šis terminas naudojamas apibūdinti šį procesą gamtoje, taip pat tada, kai jis vyksta laboratorijoje ar pramoninėje aplinkoje. Gali kristalizuotis mineraliniai ir organiniai junginiai ir net vanduo. Dauguma kristalų yra tam tikros rūšies junginiai, tačiau galimi ir grynų elementų kristalai. Šio proceso metu susidaro snaigės, druska ir kai kurie brangakmeniai.
Kristalai susidaro, kai ištirpusios medžiagos koncentracija pasiekia didžiausią ribą, o tai vadinama persotinimu. Tada tirpalo aušinimas arba išgarinimas sukels kristalizacijos procesą. Temperatūros sumažėjimas gali paskatinti kristalų susidarymą, nes tirpalo gebėjimas išlaikyti ištirpusią medžiagą iš dalies priklauso nuo temperatūros. Mažėjant temperatūrai, mažėja tirpumas. Garinimas padidina tirpios medžiagos koncentraciją tirpale, sukeldamas kristalizaciją.
Pirmasis bet kurio kristalo susidarymo etapas vadinamas branduoliu. Branduolys yra dviejų ar daugiau tirpios medžiagos molekulių derinys. Šios molekulės pritrauks daugiau molekulių, kurios įprastu būdu susijungs su originaliais kristalais. Ši šio modelio arba matricos struktūra priklauso nuo kristalizuojamos medžiagos molekulinių savybių, tačiau ji ir toliau sklis įprastu būdu, kai pridedama daugiau molekulių. Šis procesas gali tęstis net tada, kai ištirpusių medžiagų koncentracija nukrenta žemiau viršsotinimo taško, nes kristalas ir toliau į savo matricą įtrauks daugiau molekulių.
Dažniausiai žinomas kristalizacijos procesas yra vandens kristalų susidarymas atmosferoje. Tai vyksta visame pasaulyje nuolat, nes oras, kuriame yra vandens garų, yra aušinamas. vanduo kristalizuojasi į ledą, o augant vandens kristalams susidaro snaiges.
Kristalizacija taip pat gali vykti labai lėtai. Stalaktitų susidarymas urvuose yra viena iš kristalų formavimosi formų, vykstančių daugelį šimtmečių ar net milijonų metų. Kai vanduo, kuriame yra ištirpusių mineralų, teka per stalaktito paviršių, šių mineralų molekulės jungiasi su kitomis molekulėmis ir labai palaipsniui pridedamos prie stalaktito.
Senovės tautos visame pasaulyje gaudavo druską susidarant druskos kristalams išgaravus jūros vandeniui. Ši praktika vis dar naudojama kaip pigus ir efektyvus būdas gauti druskos. Kai kuriose pasaulio vietose druskos kristalai kasami iš didžiulių, kartais tūkstančius pėdų storio telkinių, likusių išgaravus priešistorinėms jūroms.
Kiti kristalai yra labai paklausūs ir išgaunami dėl jų vertės kaip brangakmeniai. Nors ne visi brangakmeniai yra kristalai, daugelis jų susidaro giliai žemėje per tūkstančius ar milijonus metų. Daugelį kristalų tipų dirbtinai sukuria žmogus, tačiau visi šie procesai remiasi tais pačiais cheminiais principais, kuriais remiantis susidaro natūralūs kristalai. Daugelis maisto produktų, mineralų ir pramoninių medžiagų gaminami kristalizacijos būdu.