البلورات، على الرغم من الإعجاب بها منذ فترة طويلة بسبب انتظامها وتناسقها، لم تتم دراستها علميا حتى القرن السابع عشر. افترض يوهانس كيبلر، في عمله هدية العام الجديد للثلج السداسي (1611)، أن التماثل السداسي لندفة الثلجبلوراتويرجع ذلك إلى التراكم المنتظم لجزيئات الماء الكروية.

كان العالم الدنماركي نيكولاس ستينو (1669) رائداً في الدراسة التجريبية للتناظر البلوري. اكتشف ReneJustHuy (1784) أن كل وجه من وجوه البلورة يمكن وصفه من حيث الشكل والحجم من خلال نمط مكدس بسيط من نفس الكتل. أدى عمل هاوي إلى وجهة النظر الصحيحة القائلة بأن البلورات عبارة عن صفائف منتظمة ثلاثية الأبعاد من الذرات والجزيئات. تتكرر الخلية الواحدة إلى ما لا نهاية على طول ثلاثة اتجاهات رئيسية، وهي ليست بالضرورة عمودية. في القرن التاسع عشر، قام يوهان هيسيل، وأوغست برافايس، وإفغراف فيدوروف، وآرثر شونفلايس، وويليام بارلو (1894) بصياغة كتالوج كامل للتماثلات البلورية. اقترح بارلو العديد من الهياكل البلورية في ثمانينيات القرن التاسع عشر، والتي تم التحقق منها لاحقًا بواسطةالبلورات بالأشعة السينية.

يُظهر علم البلورات بالأشعة السينية ترتيب جزيئات الماء في الجليد، مما يكشف عن الروابط الهيدروجينية التي تربط المواد الصلبة معًا. هناك طرق قليلة أخرى لتحديد بنية المادة بهذه الدقة.&نبسب;تم تقديم مفهوم الفوتون بواسطة ألبرت أينشتاين في عام 1905، ولكن لم يتم قبوله على نطاق واسع حتى عام 1922، عندما أكده آرثر كومبتون عن طريق تشتيت الأشعة السينية للإلكترونات. وهكذا، فإن هذه الخصائص الحبيبية للأشعة السينية، مثل تأينها للغازات، دفعت ويليام هنري براج إلى القول في عام 1907 بأن الأشعة السينية ليست إشعاعًا كهرومغناطيسيًا. ومع ذلك، لم تكن آراء براج مقبولة على نطاق واسع، ولم تكن ملاحظاته مقبولة على نطاق واسعحيود الأشعة السينيةأكد ماكس فون لاو في عام 1912 أن معظم العلماء يعتقدون أن الأشعة السينية هي شكل من أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي.