La minéralogie fut l'un des premiers domaines scientifiques à se développer, et l'intérêt porté aux minéraux est à l'origine de nombreuses découvertes en physique et en chimie.

Nicolas Sténon, au XVIIe siècle, est le premier à démontrer que les faces d'un cristal de quartz, même si elles ont des tailles différentes, forment entre elles des angles identiques. Romé de l'Isle, reprenant les idées de Sténon, met en évidence grâce à un appareil (le goniomètre, cf. TP physique 1ère année) qui permet de mesurer très précisément les angles que font entre elles les faces d'un cristal la loi dite de constance des angles (1772):

"Quelles que soient les dimensions relatives de deux faces déterminées d'un même cristal, elles forment toujours entre elles le même angle dièdre."

Ainsi, la forme d'un cristal est définie par les angles dièdres de ses faces, et non selon sa forme extérieure: cette découverte posait les bases d'une nouvelle science, la cristallographie.

René Just Haüy peut être considéré comme le père de la cristallographie, il formula la loi selon laquelle les cristaux sont formés par un empilement de blocs structuraux identiques: les mailles élémentaires. Il énonça aussi les bases de la symétrie cristalline et décrivit les premiers systèmes cristallins.

Parmi les autres scientifiques du début du XIXe siècle qui ont contribué au développement de la cristallographie, on peut trouver Johann Friedrich Hessel, William H. Miller et Auguste Bravais (d'où les fameux réseaux). Abraham Gottlob Werner et ses élèves ont proposé des méthodes d'identification des minéraux d'après leurs caractéristiques physiques.

A la fin du XIXe siècle, Arthur M. Schönflies, William Barlow et Ievgraf Stepanovitch Fedorov découvrent simultanément les 230 groupes spatiaux, qui sont tous les types d'arrangements possibles des structures cristallines.