결정을 만들고 있는 원자의 배열 상태, 곧 물질을 이루는 원자가 공간 내에서 규칙적으로 배열되어 결정을 이루는 구조. 대부분의 단위체(單位體)를 비롯하여 간단한 무기 화합물· 유기 화합물, 그리고 복잡한 조성 (組成)을 지닌 광물이나 유기 천연물 또는 고분자 물질 에 이르기까지 결정 구조가 밝혀진 것은 매우 많다. 각 물질의 결정 구조는 대응하는 공간군(空間群)과 원자 좌표값에 의하여 결정되는데, 원자의 상대적인 위치로부터 분자의 형성, 원자단의 존재 등이 구명되어 원자간 거리·분자간 거리·배위수(配位數) 등을 알 수 있게 되었다. 대표적인 결정 구조형으로는 암염형(岩鹽形) 결정, 다이아몬드형 결정 등을 꼽을 수 있다. 주로 X선 해석에 의해 결정되며, 다른 입자선(粒子線)을 보조적으로 사용한다. 결정 구조 는 결정 화학의 기초 지식으로 되어 있으며, 결정 구조 를 구하여 광물이 어떤 성분으로 이루어져 있는지 알게 되는 X선 광물학을 비롯하여, 많은 분야에서 널리 이용된다.