原子晶體，在這類晶體中，不存在獨立的小分子，而只能把整個晶體看成一個大分子。由于原子之間相互結合的共價鍵非常強，要打斷這些鍵而使晶體熔化必須消耗大量能量，所以原子晶體一般具有較高的熔點，沸點和硬度，在通常情況下不導電，也是熱的不良導體。熔化時也不導電，但半導體硅等可有條件的導電。
由中性原子構成的晶體。原子間以共價鍵相聯系。由于結合較牢，所以原子晶體的硬度較大，熔點較高。例如金剛石是由碳原子構成的原子晶體。石墨是由碳原子構成的但它不是原子晶體，它的每一層碳原子之間結合較牢，但層與層之間為分子間力，結合較弱，因此容易沿層間滑移。硅、硼等單質以及碳化硅、氮化硅等許多化合物晶體都是原子晶體。
原子晶體不導電、不易溶于任何溶劑，化學性質十分穩定。例如金剛石，由于碳原子半徑較小，共價鍵的強度很大，要破壞4個共價鍵或扭歪鍵角都需要很大能量，所以金剛石的硬度最大，熔點達3570℃，是所有單質中最高的。又如立方BN的硬度近于金剛石。
原子晶體中，組成晶體的微粒是原子，原子間的相互作用是共價鍵，共價鍵結合牢固，原子晶體的熔、沸點高，硬度大，不溶于一般的溶劑，多數原子晶體為絕緣體，有些如硅、鍺等是優良的半導體材料。原子晶體中不存在分子，用化學式表示物質的組成，單質的化學式直接用元素符號表示，兩種以上元素組成的原子晶體，按各原子數目的最簡比寫化學式。常見的原子晶體是周期系第ⅣA族元素的一些單質和某些化合物，例如金剛石、硅晶體、SiO2、SiC等。（但碳元素的另一單質石墨不是原子晶體，石墨晶體是層狀結構，以一個碳原子為中心，通過共價鍵連接3個碳原子，形成網狀六邊形，屬過渡型晶體。）
規律：原子晶體熔沸點的高低與共價鍵的強弱有關。一般來說，半徑越小形成共價鍵的鍵長越短，鍵能就越大，晶體的熔沸點也就越高。例如：金剛石（C－C）>二氧化硅（Si－O）>碳化硅（Si－C）晶體硅（Si－Si）。
1.原子間形成共價鍵，原子軌道發生重疊。原子軌道重疊程度越大，共價鍵的鍵能越大，兩原子核的平均間距—鍵長越短。
2.一般說來：結構相似的分子，其共價鍵的鍵長越短，共價鍵的鍵能越大，分子越穩定。
3.一般情況下，成鍵電子數越多，鍵長越短，形成的共價鍵越牢固，鍵能越大。在成鍵電子數相同，鍵長相近時，鍵的極性越大，鍵能越大，形成時釋放的能量就越多，反之破壞它消耗的能量也就越多，付出的代價也就越大。