A kolloidkristály a mikron alatti méretű, egymáshoz közeli objektumok térben rendezett rendszere, amelynek tulajdonságait nemcsak az egyes elemek mérete, hanem egymáshoz viszonyított helyzetük sajátosságai is meghatározzák.
A legtöbb ismert kolloid rendszer polidiszperz, vagyis a diszpergált fázis részecskéinek meglehetősen széles méreteloszlása jellemzi őket. A monodiszperz kolloid rendszerekben, amelyek formájukban, méretükben és egymás közötti kölcsönhatás természetében közel álló részecskékből állnak, a polidiszperz rendszerekre nem jellemző jelenség - kolloid kristályosodás - figyelhető meg . A részecskék periodikus térbeli struktúrákba való spontán rendeződési folyamata sok tekintetben hasonló ahhoz, ami az atomi vagy molekuláris kristályok képződése során megy végbe . Az ehhez használt részecskék alsó mérethatárát a néhány nanométernél kisebb részecskék Brown-mozgásának nagy intenzitása határozza meg , amely megakadályozza a kiterjedt rendezett struktúrák stabilizálását; a felsőt a mikron méretű részecskék túl alacsony mobilitása okozza, ami megakadályozza a kialakult szerkezet hibáinak gyógyulását.
A kolloid kristályok előállításának fő módszere a kolloid méretű mikrogömbök önszerveződésének folyamata a gravitáció hatására történő ülepítés során, a függőleges lerakódás, az elektroforézis , a részecskeszuszpenziók lerakódása forgó hordozón stb . Figyelmet fordítunk a részecskék rendezettségének jellegére (típusára) és az így létrejövő térszerkezet tökéletességére, ami különösen fontos, ha ezeket a kristályokat optikában használjuk . A spontán rendezés fő típusai az arcközpontú köbös és hatszögletű zárt csomagolás, azonban a speciális szintetikus technikák, különösen a sablonok alkalmazása lehetővé teszi vegyes szerkezetek, lazán csomagolt szerkezetek, texturált kolloid kristályok stb. Az ömlesztett kolloid kristályok előállítása mellett lehetőség nyílik kétdimenziós (2D) kristályok (filmek) előállítására különböző felületeken, beleértve az összetett formákat is.
A fő alkalmazási területükhöz kapcsolódó kolloid kristályok egy speciális változata a fotonikus kristályok . Specifikusságukat az optikai alkalmazások magas követelményei határozzák meg a felhasznált térszerkezetek tökéletességével és mértékével szemben. A fotonikus kristályok képződése a részecskék szabályozott önszerveződésével és vékonyrétegek domborművének nagy pontosságú kialakításával is lehetséges a hagyományos és modern mikro- és nanoelektronikai technológiák segítségével . A kolloid kristályok rendezett pórusterét sablonként használhatjuk más komponensekkel való feltöltéshez, majd a mátrix eltávolítását kalcinálással vagy szelektív feloldással. A legismertebb természetes eredetű kolloid kristályok az opálok , amelyekben a szilícium-dioxid mikrogömbök rendezett sorozatának pórusterét hidratált szilícium-oxid tölti ki . Egyes vírusok koncentrált szuszpenzióiban is kolloid kristályok keletkeznek .