کرسٹل، اگرچہ طویل عرصے سے ان کی باقاعدگی اور ہم آہنگی کے لئے تعریف کی جاتی تھی، 17 ویں صدی تک سائنسی طور پر مطالعہ نہیں کیا گیا تھا. جوہانس کیپلر نے اپنی تصنیف دی نئی سال's تحفہ کی مسدس برف (1611) میں یہ قیاس کیا کہ برف کے تودے کی ہیکساگونل ہم آہنگیکرسٹلکروی پانی کے ذرات کے باقاعدہ جمع ہونے کی وجہ سے ہے۔

ڈنمارک کے سائنسدان نکولس سٹینو (1669) نے کرسٹل سمیٹری کے تجرباتی مطالعہ کا آغاز کیا۔ ReneJustHuy (1784) نے دریافت کیا کہ ایک کرسٹل کے ہر چہرے کو ایک ہی بلاکس کے سادہ اسٹیک شدہ پیٹرن کے ذریعہ شکل اور سائز میں بیان کیا جاسکتا ہے۔ ہوئے کے کام نے درست نظریہ پیش کیا کہ کرسٹل ایٹموں اور مالیکیولز کی باقاعدہ تین جہتی صفیں ہیں۔ ایک واحد خلیہ تین اہم سمتوں کے ساتھ غیر معینہ مدت تک دہرایا جاتا ہے، جو ضروری نہیں کہ عمودی ہوں۔ 19 ویں صدی میں، جوہان ہیسل، آگسٹ براوائس، ایوگراف فیڈروف، آرتھر شونفلیس، اور ولیم بارلو (1894) نے کرسٹل ہم آہنگی کا ایک مکمل کیٹلاگ تیار کیا۔ بارلو نے 1880 کی دہائی میں کئی کرسٹل ڈھانچے تجویز کیے، جن کی بعد میں تصدیق ہوئی۔ایکس رے کرسٹالوگرافی۔.

ایکس رے کرسٹالوگرافی برف میں پانی کے مالیکیولز کی ترتیب کو ظاہر کرتی ہے، جو ہائیڈروجن بانڈز کو ظاہر کرتی ہے جو ٹھوس کو ایک ساتھ رکھتے ہیں۔ اس طرح کی درستگی کے ساتھ مادے کی ساخت کا تعین کرنے کے کچھ اور طریقے ہیں۔ فوٹون کا تصور 1905 میں البرٹ آئن سٹائن نے متعارف کرایا تھا، لیکن اسے 1922 تک وسیع پیمانے پر قبول نہیں کیا گیا، جب آرتھر کامپٹن نے الیکٹرانوں کی ایکس رے بکھیر کر اس کی تصدیق کی۔ اس طرح، ایکس رے کی یہ دانے دار خصوصیات، جیسے ان کی گیسوں کی آئنائزیشن، نے ولیم ہنری بریگ کو 1907 میں یہ بحث کرنے پر مجبور کیا کہ ایکس رے برقی مقناطیسی تابکاری نہیں ہیں۔ تاہم، بریگ کے خیالات کو وسیع پیمانے پر قبول نہیں کیا گیا، اور ان کے مشاہداتایکس رے کا پھیلاؤمیکس وون لاؤ کے ذریعہ 1912 میں اس بات کی تصدیق کی گئی کہ زیادہ تر سائنس دانوں کا خیال ہے کہ ایکس رے برقی مقناطیسی تابکاری کی ایک شکل ہیں۔