Koloidní krystal je prostorově uspořádaný systém velikostí blízkých objektů submikronové velikosti, jejichž vlastnosti jsou dány nejen velikostí jednotlivých prvků, ale také znaky jejich vzájemné polohy.
Většina známých koloidních systémů je polydisperzní, to znamená, že se vyznačují poměrně širokou distribucí velikosti částic dispergované fáze. V monodisperzních koloidních systémech, skládajících se z částic blízkých tvarem, velikostí a povahou vzájemné interakce, lze pozorovat jev, který není charakteristický pro polydisperzní systémy - koloidní krystalizaci . Tento proces spontánního uspořádání částic do periodických prostorových struktur je v mnoha ohledech podobný tomu, co nastává při tvorbě atomových nebo molekulárních krystalů . Spodní limit velikosti částic k tomu použitých je určen vysokou intenzitou Brownova pohybu částic menších než několik nanometrů , což brání stabilizaci rozšířených uspořádaných struktur; horní je způsobena příliš nízkou pohyblivostí mikronových částic, která brání hojení defektů ve vytvořené struktuře.
Hlavní metodou získávání koloidních krystalů jsou procesy samoskládání mikrokuliček koloidní velikosti během sedimentace působením gravitace, vertikální depozice, elektroforéza , depozice suspenzí částic na rotující substrát atd. pozornost je věnována povaze (typu) uspořádání částic a dokonalosti výsledné prostorové struktury, což je zvláště důležité při použití těchto krystalů v optice . Hlavní typy spontánního uspořádání jsou plošně centrované kubické a šestiúhelníkové těsné balení, avšak použití speciálních syntetických technik, zejména použití šablon , umožňuje získat smíšené struktury, volně složené struktury, texturované koloidní krystaly atd. Spolu se získáváním objemových koloidních krystalů je možné získat i dvourozměrné (2D) krystaly (filmy) na různých površích, včetně složitých tvarů.
Zvláštní paleta koloidních krystalů spojená s jejich hlavní oblastí použití jsou fotonické krystaly . Jejich specifičnost je dána vysokými požadavky optických aplikací na dokonalost a rozsah použitých prostorových struktur. Tvorba fotonických krystalů je možná jak řízeným samoskládáním částic, tak i vysoce přesnou tvorbou reliéfu tenkých vrstev pomocí tradičních i moderních technologií mikro- a nanoelektroniky . Uspořádaný pórový prostor koloidních krystalů lze použít jako šablonu pro vyplnění dalšími složkami s následným odstraněním matrice kalcinací nebo selektivním rozpouštěním. Nejznámějšími koloidními krystaly přírodního původu jsou opály , ve kterých je prostor pórů uspořádaného pole mikrokuliček oxidu křemičitého vyplněn hydratovaným oxidem křemičitým . Koloidní krystaly se tvoří také v koncentrovaných suspenzích některých virů .