Atomi u kristalnoj rešetci zauzimaju odgovarajući položaj. Veze koje drže atome u kristalnoj rešetci na okupu nazivaju se kristalnim vezama. U kristalima djeluju sljedeće sile: elektromagnetna (elektrostatička i magnetna), jaka, slaba i gravitaciona.
Jonska veza u kristalima se zasniva na elektrostatičkoj sili privlačenja suprotno naelektrisanih čestica. Ona obično nastaje kada se približavaju atomi čiji valentni elektroni imaju značajno različite energije. Veza se ostvaruje prelaskom valentnih elektrona jednog atoma, koji popunjavaju prazna mjesta u posljednjem energetskom nivou susjednog atoma, čime se formiraju pozitivni i negativni joni između kojih djeluje elektrostička sila. Kada se ovi joni još više približe, počinje da djeluje nova sila, kao posljedica odbojnog elektrostatičkog djelovanja jonskih elektronskih omotača. Pri određenom položaju jona, ove dvije sile se uravnotežuju i nastaje stabilno stanje jedinjenja. Ova veza je vrlo čvrsta. U nju stupaju i različiti oksidi metala.
Metalna veza se formira kod različitih metala. Kod metala su valentni elektroni najslabije vezani za jezgro atoma, tako da pri apsolutnoj nuli valentni elektroni napuštaju matični atom i formira se kristalna rešetka koju čine pozitivni joni koji se nalaze u čvorovima kristalne rešetke. Između eletkrona koji se haotično kreću kroz rešetku i pozitvnih jona koji se nalaze u čvorovima rešetke djeluje jaka elektrostatička sila, koju nazivamo metalnom vezom. Ovi materijali imaju veliku elektro i temeperaturnu provodnost. Ova veza daje dobre mehaničke osobine metala.
Van der Valsova veza se formira kod kristala koji obrazuju dipole. Kod mnogih kristala podudaraju se centri pozitivnog i negativnog naelektrisanja i takve kristale nazivamo nepolarni kristalima. Kod kristala u kojima se centar pozitivnog naelektrisanja nepodudara sa centrom negativnog naelektrisanja dolazi do pojave dipola. Takve kristale nazivamo polarnim kristalima. U polarnim kristalima stvaraju dipoli koji se uzajamno privlače i odbijaju čime se ostvaruje Van der Valsova veza. Ova veza je slabija u odnosu na prethodne.

Kovalentna veza se formira kod kovalentnih kristala na primjer  silicijum i germanijum. Osnovu kovalentne veze čine zajednički valentni elektroni. Kod silicijuma ili germanijuma atomi u posljednjoj orbiti imaju 4 elektrona.

Elektrone u zadnjoj orbiti nazivamo valentnim elektronima zbog toga što oni određuju hemijsku valenciju elektrona.

Ako se dva atoma germanijuma ili silicijuma nalaze na velikim rastojanjima (u odnosu na prečnik atoma) tada se valentni elektroni kreću u posljednjoj orbiti vlastitog atoma. Kada se atomi germanijuma ili silicijuma  nalaze na malim rastojanjima tada valentni elektroni prelaze sa atoma na atom pri čemu nastaju kovalentne veze. Osnovu kovelentnih veza čine kolektivne orbite kao što je prikazano na slici. U ovom slučaju ne možemo tačno utvrditi kojem atomu pripada određeni valentni elektron pa zbog toga govorimo o kolektivnim ili zajedničkim elektronima. Nastanak kolektivnih orbita ili ljuski povlači nastajanje kovalentnih sila koje drže atome na okupu u kristalnoj rešetci.