Monilla kiinteillä aineilla ja joillakin kiteisillä nesteillä on säännöllinen, toistuva, kolmiulotteinen atomien järjestely, joka tunnetaan kiderakenteena tai kidehilana. Sitä vastoin amorfinen kiinteä aine on eräänlainen kiinteä materiaali, kuten lasi, josta puuttuu niin pitkän kantaman toistuva rakenne. Monet kiteisten kiintoaineiden tai nesteiden fysikaaliset, optiset ja sähköiset ominaisuudet liittyvät läheisesti kiderakenteeseen. Kiteisen rakenteen toistuvia yksiköitä, jotka koostuvat pienistä laatikoista tai muista kolmiulotteisista muodoista, kutsutaan “soluiksi”. Monet näistä soluista on koottu yhteen toistuvaan, järjestettyyn rakenteeseen kokonaisrakenteen muodostamiseksi.
Tietyn kiteisen materiaalin kiderakenne voi vaikuttaa moniin kyseisen materiaalin yleisiin ominaisuuksiin. Se on yksi tärkeimmistä määrittävistä tekijöistä, jotka vaikuttavat esimerkiksi materiaalin optisiin ominaisuuksiin. Kiderakenne vaikuttaa myös merkittävästi kiteisen materiaalin reaktiivisuuteen, koska se määrittää reaktiivisten atomien järjestelyn kiteisen kiinteän aineen tai nesteen ulkoreunoille ja pinnoille. Muut tärkeät materiaaliominaisuudet, mukaan lukien joidenkin materiaalien sähköiset ja magneettiset ominaisuudet, määräytyvät myös suurelta osin kiderakenteen mukaan.
Mineralogistit, kristallografit, kemistit ja fyysikot tutkivat usein kiteisiä materiaaleja laboratoriossa. Jotkut kiderakenteiden yksinkertaiset piirteet voidaan määrittää yksinkertaisilla geometrisilla mittauksilla, mutta erilaiset röntgensäteiden, neutronien, elektronien tai muiden hiukkasten diffraktioon perustuvat menetelmät mahdollistavat rakenteen paljon helpomman ja tarkemman määrittämisen. Jotkut tutkijat ovat kiinnostuneita vain tietyn kiteisen materiaalin rakenteen määrittämisestä, kun taas toiset ovat enemmän kiinnostuneita määrittämään, miten tämä rakenne liittyy materiaalin muihin ominaisuuksiin. Vielä muut tutkijat ovat kiinnostuneita löytämään hyödyllisiä sovelluksia eri materiaaleille niiden rakenteiden perusteella, ja jotkut jopa yrittävät syntetisoida uusia kiteisiä kiintoaineita ja nesteitä haluttujen rakenteiden odotettujen ominaisuuksien perusteella.
On huomattava, että vaikka teoreettiset kiteiset materiaalit koostuvat täydellisestä ja johdonmukaisesta toistuvien yksiköiden sarjasta, todellisilla kiteillä on yleensä puutteita. Nämä puutteet ovat useimmissa tapauksissa yksinkertaisesti epätasaisuuksia muuten säännöllisessä kiderakenteessa. Joissakin tapauksissa tämä tapahtuu, kun yksi atomi ottaa eri paikan tietyssä kiderakenteessa kuin normaalisti. Tämän atomin erilaisilla ominaisuuksilla voi olla huomattavia vaikutuksia siihen, miten kiteen rakenneyksiköt järjestäytyvät sen ympärille. Samoin todellisten kiteiden viat tai epäsäännöllisyydet voivat vaikuttaa merkittävästi kiteisen materiaalin yleisiin ominaisuuksiin.