Під хімічним зв‘язком розуміють різні види взаємодії частинок, яка забезпечує стійке існування двох- чи багатоатомних систем: молекул, йонів, кристалічних речовин.

Будь-який хімічний зв’язок має електричну природу, оскільки утворюється внаслідок взаємодії між позитивно зарядженими ядрами і негативно зарядженими електронами, а також електронів один із одним.

У результаті утворення хімічного зв’язку відбувається зменшення загальної енергії системи порівняно з сумою енергій ізольованих атомів, з яких ця система утворилася. При цьому електронна густина в області хімічного зв’язку розподіляється таким чином, що досягається максимальний енергетичний виграш. Перерозподіл електронної густини є відмінним від того, яким він міг би бути при простому накладанні густин хімічно несполучених атомів, зближених на відстань довжини зв’язку.

Залежно від характеру розподілу електронної густини розрізнюють три основні типи зв’язку: ковалентний, йонний, металічний. Окремо розглядають водневий зв’язок, який виникає за особливим механізмом. Кожний тип хімічного зв’язку характеризується сукупністю специфічних ознак і впливає на міцність, реакційну здатність та інші властивості сполук.

Речовини можуть знаходитися у різних агрегатних станах – твердому, рідкому і газоподібному. Четвертим агрегатним станом є плазма. Перебування речовини у тому чи іншому агрегатному стані зумовлюється силами, що діють між частинками, відстанню між ними і особливостями їх руху. Кожний агрегатний стан характеризується сукупністю певних властивостей.

У газоподібному стані частинки речовини віддалені одна від одної на значні відстані і займають незначну частку об'єму, тому вони практично не взаємодіють між собою і мають невпорядковану структуру.

У рідкому стані відстані між частинками сумірні з їх розмірами, тому вони займають більшу частину об'єму, постійно зіштовхуються одна з одною і притягуються, що зумовлює виникнення ближнього порядку.

У твердому стані частинки речовини настільки наближені одна до одної, що між ними виникають міцні зв'язки, тому спостерігається велика впорядкованість структури. Залежно від особливостей будови тверді речовини поділяють на кристалічні та аморфні. Структура кристалічних речовин підпорядковується ближньому і дальньому порядкам. Основою кристалічних речовин є кристалічна rратка – просторова сітка вузлів, які розміщуються у просторі паралельно і містять атоми, молекули чи іони. Залежно від природи частинок у вузлах кристалічної rратки кристали поділяються на атомні, молекулярні, іонні та металічні.

Реальні кристали як правило мають недосконалу будову, що пояснюється наявністю дефектів кристалічної rратки, тобто порушеннями симетрії та відхиленнями від структури ідеальних кристалів. Дефекти кристалічної rратки поділяються за походженням (мікро- і макродефекти) за природою (електронні та атомні).

Властивості твердого тіла, які зумовлюються електронною структурою і особливостями взаємодії всіх його електронів і ядер, описуються за допомогою зонної теорії твердого тіла. В рамках цієї теорії залежно від ширини забороненої зони, характеру заповнення електронами валентної зони і величини електропровідності всі тверді тіла поділяються на три класи: провідники, напівпровідники і діелектрики.