在微觀上晶格結構可以被分成多少種空間群？
230
晶體結構是指晶體的周期性結構。固體材料可以分為晶體、准晶體和非晶體三大類，其中，晶體內部原子的排列具有周期性，外部具有規則外形，比如鑽石。勒內·茹斯特·阿羽依最早提出晶體的規則外型是因為晶體內部原子分子呈規則排列，比如鑽石所具有的完美外形和優良光學性質就可以歸結為其內部原子的規則排列。20世紀初期，勞厄發明╳射線繞射法，從此人們可以使用╳射線來研究晶體內部的原子排列，其研究結果進而證實了勒內的判斷。晶體內部原子排列的具體形式一般稱之為晶格，不同的晶體內部原子排列稱為具有不同的晶格結構。各種晶格結構又可以歸納為七大晶系，各種晶系分別與十四種空間格相對應，在宏觀上又可以歸結為三十二種空間點群，在微觀上可進一步細分為230個空間群。
原子序數是一個原子核內質子的數量，也決定元素的性質。擁有同一原子序數的原子屬於同一化學元素。例如所有的碳原子的原子核都有六個質子，因此碳的原子序數是6。碳原子可能會有不同個數的中子，這些就是碳的同位素。原子核中質子的個數決定了原子核的電荷，因此也決定了原子在電中性時的電子個數。電子會填入其原子軌域中，決定原子各種的化學性質。中子的個數對於原子的化學性質影響不大。例如所有的碳原子因為有六個質子及六個電子，即使其中子可能有六個或是八個，其化學特性幾乎相同。因此在化學上，是由原子序數來識別一化學元素的特性，而不是用其質量數。一般原子序數會寫在元素符號的左下方，但因為一個元素的原子序數是確定的，因此這個值很少會這樣寫出來。
對於晶體結構的研究是研究固體材料的宏觀性質及各種微觀過程的基礎。專門研究分子結晶結構的科學稱為晶體學，經常應用在化學、生物化學與分子生物學。所謂的晶體晶格是可以經由平移或其他對稱操作後，仍可得到自己本身的晶格，一種典型的對稱操作是繞著通過晶格點的軸作旋轉，稱為一重、二重、三重、四重及六重對稱，其中以布拉菲晶格較常使用。布拉菲晶格在二維平面上有五種類型，斜晶格、正方形晶格、六角形晶、格矩形晶格、有心矩形晶格，但在矩形晶格正中間上有一晶格點，固有兩種繪法。布拉菲晶格在三維平面上有七大晶系，分別為三斜晶系、單斜晶系、斜方晶系、四方晶系、立方晶系、三方晶系、六方晶系。依照簡單、體心、面心及底心這四種類型，這七大晶系又總共可細分為14種晶格。
現代粒子物理學的研究集中在亞原子粒子上。這些粒子的結構比原子要小，其中包括原子的組成部分如電子、質子和中子和放射和散射所造成的粒子如光子、微中子和緲子，以及許多其它奇特的粒子。嚴格地說粒子這個稱呼不精確，粒子物理學中研究的所有的物體都遵守量子力學的規則，它們都顯示波粒二象性，根據不同的實驗條件它們顯示粒子的特性或波的特性。在物理理論中，它們既非粒子也非波，理論學家用希爾伯特空間中的狀態向量來描寫它們，詳細的理論基礎為量子場論。但按照粒子物理學的常規在這篇文章中這些物體依然被稱為粒子，雖然這些粒子也具有波的特性。