Дълбоко под гейзерите и горещите извори на Йелоустоунската калдера лежи магмена камера, произведена от гореща точка в мантията на Земята. Докато магмата се движи към повърхността на Земята, тя се кристализира и образува млади, горещи магмени скали. Топлината от тези скали тласка подземните води към повърхността. С охлаждането на водата, йоните се утаяват под формата на минерални кристали, включително кварцови кристали от силиций и кислород; фелдшпат от калий, алуминий, силиций и кислород; галенит от олово и сяра. Много от тези кристали имат харакетерна форма - като тази каскада от остър кварц, или тази купчина кубчета галенит. Но какво ги кара да се развият в тези форми отново и отново? Част от отговора се крие в техните атоми. Атомите на всеки кристал са подредени в силно организиран, повтарящ се модел. Този модел определя характеристиката на кристал, и не се отнася само за минерали - пясък, лед, захар, шоколад, керамика, метали, ДНК, и дори някои течности имат кристални структури. Нареждането на атомите на всяка кристална структура попада в един от шест различни рода: кубичен, тетрагонален, орторомбичен, моноклинен, триклинен и хексагонален. При наличност на подходящите условия, кристалите се развиват в геометрични форми, които отразяват нареждането на техните атоми. Например галенита, който има кубична структура съставена от оловни и серни атоми. Относително големите оловни атоми са подредени в триизмерна решетка на 90 градуса един от друг, докато относително малките серни атоми се нареждат удобно помежду им. С растежа на кристала, места като тези привличат серни атоми, докато оловото има тенденцията да се свързва с тези места. Накрая те ще запълнят решетката от свързани атоми. Това означава, че 90-градусовия модел на кристалната структура на галенита се отразява във видимата форма на кристала. Кварцът, междувременно, има хексагонална кристална структура. Това означава, че на една равнина атомите му са подредени в шестоъгълници. В три измерения тези шестоъгълници са съставени от множество преплетени пирамиди съставени от един силициев атом и четири кислородни атома. Така че формата на кварцовия кристал е шестстранна колона със заострени върхове. В зависимост от условията на околната среда, повечето кристали имат потенциала да образуват множество геометрични фигури. Например, диамантите, които се образуват дълбоко в мантията на Земята, имат кубична кристална структура и се развиват в кубчета или октаедри. В коя точно форма израства диаманта зависи от условията, в които расте, включително налягане, температура, и химическата среда. Въпреки, че не можем да следим директно условията за разтеж в мантията някои лабораторни експерименти показват доказателства, че диамантите са склонни да растат като кубове при по-ниски температури и октаедри при по-високи температури. Следи от вода, силиций, германий или магнезий също може да въздействат върху формата на диаманта. И диамантите никога не растат естествено във фигурите намерени в бижутата— тези диаманти са били изрязани, за да покажат блясък и чистота. Околната среда също може да повлияе дали кристалите изобщо се образуват. Стъклото е направено от разтопен кварцов пясък, но не е кристално. Това е защото стъклото се охлажда сравнително бързо и атомите нямат време да се подредят в подредената структура на кварцов кристал. Вместо това, случайното подреждане на атомите в стопеното стъкло се заключва при охлаждане. Много кристали не образуват геометрични форми, защото растат в изключително близки среди с други кристали. Камъните като гранит са пълни с кристали, но нямат разпознаваеми форми. Доакто магмата се охлажда и втвърдява, много минерали се кристализират по едно и също време и бързо запълват мястото. И някои кристали, като тюркоаз, не се развиват в определена геометрична форма в повечето природни условия, дори при дадено достатъчно пространство. Атомната структура на всеки кристал има уникални свойства, и докато тези свойства може да нямат връзка с човешките емоционални нужди, те имат мощни приложения в материалознанието и медицината.