Người ta thường chia chất rắn ra làm hai loại lớn: tinh thể và phi tinh thể (vô định hình), như thạch anh, mica, nước đá, kim loại v.v. thuộc về tinh thể. Tinh thể có ngoại hình hình học quy củ. Khi bị tăng nhiệt đến một nhiệt độ nhất định, tinh thể sẽ bắt đầu hoá lỏng ở điểm nóng chảy, cho đến khi cuối cùng biến thành chất lỏng. Ngoài ra, tinh thể còn có một số tính chất đặc biệt, ví dụ như graphit khi bị tăng nhiệt, nó sẽ dãn nở ở một số chỗ nào đó, nhưng lại co nhỏ lại ở một số chỗ khác; khi bóc tấm mica mỏng ra, chúng ta thường có thể nhận thấy như thế này: ở hướng song song với mặt phẳng tấm mica mỏng dễ bóc tách nó ra, còn ở hướng thẳng góc thì phải dùng lực tác động rất lớn mới có thể chặt đôi tấm mi ca mỏng. Đặc tính đó của tinh thể gọi là tính dị hướng. Còn như thuỷ tinh, parafin, cao su v.v. thì thuộc về phi tinh thể. Phi tinh thể không có hình dáng rõ ràng, cũng không có điểm nóng chảy, càng không có tính dị hướng.
Ngay từ năm 1881, người ta đã phát hiện, trong quá trình hoá lỏng thành chất lỏng, một số tinh thể không phải biến thành chất lỏng bình thường, có tính đồng hướng, chỉ có một điểm nóng chảy, mà có thể xuất hiện hai điểm nóng chảy. Ở hai điểm nóng chảy, trạng thái của tinh thể không giống nhau. Khi nhiệt độ đạt đến điểm nóng chảy thứ nhất, tinh thể hoá lỏng thành một loại chất lỏng sền sệt hỗn độn. Còn khi nhiệt độ tăng cao đến điểm nóng chảy thứ hai, chất lỏng trở nên sáng trong rõ ràng hẳn. Chúng ta gọi điểm nóng chảy thứ nhất là điểm nóng chảy của tinh thể, điểm nóng chảy thứ hai là điểm trong suốt của tinh thể. Khi nhiệt độ nằm trong giới hạn điểm nóng chảy và điểm trong suốt, trạng thái ấy của tinh thể gọi là trạng thái tinh thể lỏng. Vật thể ở vào trạng thái tinh thể lỏng vừa có tính chảy của chất lỏng và cũng có các hướng dị tính của tinh thể. Song chất lỏng thông thường là các hướng đồng tính, vì vậy tinh thể lỏng không phải là chất lỏng. Còn tinh thể hoàn toàn lại có hình dạng hình học nhất định, vì vậy cũng không thể coi tinh thể lỏng là tinh thể.
Có rất nhiều chủng loại tinh thể lỏng, trong đó một loại kết cấu phân tử của tinh thể lỏng thể hiện hình xoắn ốc, gọi là tinh thể lỏng kiểu cholesteric. Dưới chiếu xạ của ánh Mặt Trời, theo đà nhiệt độ lên cao, loại tinh thể lỏng này sẽ hiện ra các màu sắc khác nhau lần lượt theo thứ tự: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím như có phép ma quỷ vậy. Khi nhiệt độ hạ xuống, nó lại sẽ biến đổi trở về theo thứ tự ngược lại. Một số tinh thể lỏng có độ nhạy rất cao, khi nhiệt độ bên ngoài thay đổi chưa đến 1°C thì đã nhanh chóng xuất hiện sự đổi màu. Lợi dụng đặc điểm này của tinh thể lỏng, người ta đã chế tạo các loại máy thám trắc và máy chỉ thị bằng tinh thể lỏng để kiểm tra nhiệt độ. Khi bạn đeo đồng hồ điện tử trên tay, những con số nhấp nháy không ngừng và lần lượt thay đổi ấy chính là biểu hiện đặc tính của tinh thể lỏng đấy.