多くの物質は結晶あるいは結晶の集合体（多結晶）から成る。結晶中の原子は規則的配列構造をとっているが、実際には原子の配列構造に乱れが存在する。このような結晶中の格子の乱れを総称して格子欠陥と呼んでいる。格子欠陥は、格子の乱れの範囲がほぼ１原子サイズ程度の点欠陥の他、乱れの形状によって線欠陥、面欠陥、体積欠陥等に分類される。また、照射や塑性変形によって生成したままの欠陥を１次欠陥といい、１次欠陥が結晶内を移動し、集合してできる新たな欠陥を２次欠陥という。一般に２次欠陥の方が１次欠陥よりも、結晶の物理的性質や機械的性質に大きな影響を及ぼす。また、アルカリハライド等のイオン結晶中の格子欠陥は、自由電子を束縛して、可視光を吸収し、結晶に色が着いたようにさせることがある。このような格子欠陥は色中心と呼ばれている。