又稱晶體生長機制，是晶體生長過程的微觀規律。從宏觀角度看，晶體生長可認為是熱量和品質在結晶介面上的輸運過程；從微觀角度看，則可以看作原子、分子或其他結晶單元從流體中貼附到晶體介面上的現象。因此，關於結晶機制的研究逐漸發展成為關於晶體介面結構和介面動力學的研究。
二維成核結晶機制 1927年前後德國科學傢W.科塞爾和保加利亞科學傢I.N.斯特蘭斯基建立和發展瞭二維成核的的吸附層理論。根據熱力學理論，原子或分子必然要貼附到結晶體表面親和力最大的位置。因為此處有三個鍵拉著吸附的原子或分子，如圖1
中A處，因該處可受到三個面的鍵力，吸附時放出能量使體系穩定化。當一層結晶層鋪滿晶面後，必須在結晶面上形成一個新的二維晶核，才能繼續生長。這就是二維成核結晶的概念。雖然這個概念在早期的經典理論中已為學者所承認，但是按照二維成核機制算出的過飽和度或過冷度需要很高，而實際上由水溶液中生長出的或由氣相中生長的晶體並不要求這樣高的過飽和度，這是這種機制所不能解釋的。
螺旋位錯生長機制 是1949年英國晶體學傢F.C.夫蘭克等提出的，其要點在於生長臺階是由位錯的螺旋組成部分與結晶面相截而產生的。當原子或分子沿螺旋面生長時，臺階卷成螺線而不消失（圖2、3），因此並不需要新的臺階，從而解決瞭晶體能在較低的過飽和度下生長的問題。
目前結晶機制方面的理論和實驗仍在不斷地發展，例如利用計算機和蒙特卡羅法來模擬原子和分子如何落在晶體界面上，有助於這方面的理論研究，也解決瞭不少實際問題。