Kristalizasyon, çözelti oluşturan bir sıvı içinde çözülmüş bir katı ayırır. Katıyı kristalleştirmek için, çözelti, kristalin katıyı geride bırakarak sıvının buharlaşması için açık bir kapta ısıtılır.
Kristalizasyon, doğal olarak veya yapay olarak indüklenebilir. Sıvı bir çözeltiden çöken kristallere ek olarak, kristalleşme, soğutulmuş erimiş bir sıvıda veya bir yüzeyde biriken bir gazda da oluşabilir. Kristalleşme iki ana adımda gerçekleşir: çekirdeklenme ve kristal büyümesi.
Çekirdeklenme safhasında, çözelti içinde dağılmış olan çözücü molekülleri nanometre büyüklüğünde kümeler oluşturarak birbirlerine tutturulur. Sürecin bu aşamada durdurulması ve nanoklusların stabilize edilmesi nanopartiküllerin sentezinde yaygın olarak kullanılan bir tekniktir. Sürecin devam etmesi için ayrılmak, çözüme geri dönmeden devam eden kararlı çekirdekler verir. Bu çekirdeğin kararlı hale gelmesi gereken kritik boyut, çözelti sıcaklığı ve çözücü konsantrasyonu gibi sistem koşullarına bağlıdır.Kristal büyüme aşaması, daha sonra kritik boyutların elde edilmesinde başarılı olan çekirdeklere ilave çözücü moleküllerinin daha sonra çekilmesini içerir. Bu işlem, çözelti aşırı doygun hale geldiği sürece devam eder: bu özel koşullarda dayanabileceğinden daha fazla çözücünün çözülmesi.
