Los cristales se forman por un proceso llamado nucleación, que tiene lugar en soluciones que contienen una alta concentración de soluto. Una vez que se forma un núcleo, las partículas de soluto se unen a él, lo que provoca el crecimiento de un cristal.
Los cristales se forman generalmente cuando se prepara una solución altamente saturada agregando altas concentraciones de un soluto a un líquido, como el agua, y disolviendo el soluto por completo. Si las moléculas de soluto disuelto se agregan, forman cristales, y esta agregación puede iniciarse agregando un núcleo a la solución. Un núcleo es una superficie sólida que se agrega a la solución para proporcionar a las moléculas una superficie sobre la cual agregarse, lo que permite que un cristal crezca.La agregación de moléculas de soluto puede iniciarse espontáneamente en la solución sin la adición de un núcleo externo. Las moléculas de soluto están casi siempre rodeadas o "protegidas" por las moléculas solventes. Sin embargo, si hay una alta concentración del soluto, las moléculas pueden chocar entre sí y unirse para formar un núcleo donde los cristales pueden crecer. La mayoría de las veces, cuando las moléculas de soluto colisionan, tienen una tendencia a separarse unas de otras en lugar de pegarse entre sí debido a varias fuerzas presentes en la solución. Sin embargo, si se producen colisiones múltiples en poco tiempo entre varias moléculas, el agregado de moléculas puede alcanzar un tamaño crítico, formando un núcleo estable. La evaporación mejora la formación de cristales al eliminar las moléculas de solventes y permitir una mayor frecuencia de colisiones entre las moléculas de soluto.
