Dans un solide cristallin, les molécules, atomes ou ions constitutifs se rangent les uns par rapport aux autres selon une position géométrique régulière. Le solide est ainsi constitué par la répétition régulière de motifs structuraux. Il est possible de déterminer expérimentalement la position des atomes, ions ou molécules dans un solide cristallin en envoyant des rayons X sur le cristal. Les électrons de la matière qui reçoivent ces ondes électromagnétiques ré-émettent des ondes et le signal reçu par l’observateur contient des informations exploitables qui permettent de déterminer la position des atomes dans le solide.