La cristallographie, science de la configuration géométrique des cristaux et des atomes en leur sein, doit un certain nombre de ses fondements aux polytechniciens. Auguste Bravais (X 1828), poursuivant les travaux de René-Just Haüy et de Gabriel Delafosse ainsi que ceux de Christian Samuel Weiss, établit le répertoire complet des symétries de translation et d'orientation des cristaux et montre qu'un cristal est un empilement de plans « réticulaires » équidistants, résultat qui sera utile au vingtième siècle pour interpréter la diffraction des rayons X (1912). Il amorce aussi l'étude systématique des cristaux de minéraux. L'implication des X dans l'exploitation des mines fera qu'il sera suivi, en cela, par d'autres polytechniciens. On y retrouvera des travaux d’Henri de Sénarmont, et on y trouvera ceux de François-Ernest Mallard (X 1851) et surtout de Georges Friedel (X 1885) qui systématise la description des mâcles, assemblages complexes de cristaux. Cet intérêt pour la configuration des cristaux plus ou moins bien cristallisés se prolonge dans les contributions de deux de ses petits-fils, Charles Crussard (X 1935) et Jacques Friedel (X 1942), à la physique des dislocations, autres types de défauts dans les cristaux, responsables de la malléabilité et de la ductilité des métaux même à température ambiante. Georges Friedel est encore l'auteur de la loi de Friedel en radiocristallographie élémentaire et d'un travail précurseur qui aura un brillant avenir dans la physique et la technologie. Il décrit les états « nématique » et « smectique » des cristaux liquides, états de la matière ayant des configurations atomiques intermédiaires entre celles d'un solide et d'un liquide. Le foisonnement de découvertes de phases « molles » depuis trente ans, leur classification, et l'utilisation de certaines d'entre elles pour la fabrication d'écrans « plats » ont leur racine dans ce travail. Plusieurs X, dont Louis Michel (X 1943) et Maurice Kléman (X 1954) ont contribué à ces travaux récents.