熔融结晶是工业上广泛应用的纯化和分离技术。根据操作方式不同，熔融结晶分为层式结晶与悬浮结晶。①层式结晶，操作时晶体在固定的冷却壁面上产生、生长，形成晶层。层式结晶又分为静态层式结晶和动态层式结晶两种。静态层式结晶的液相仅发生自然对流和热传导；动态层式结晶的液相相对换热面流动，传热、传质被强化。与静态层式结晶相比，动态层式结晶所得晶体成核与生长速度更快，但分离效率偏低。②悬浮结晶，操作时晶体在过冷母液中悬浮，晶体粒度较小，换热面积大，晶体生长速度缓慢，选择性高，但分离效率一般较低。

熔融结晶通过发汗来排除晶体间包藏的杂质。升温发汗时，含有杂质的晶层熔点低，熔化为液体而排出，并对附着在晶体上的残液起到置换和冲洗的作用。通过结晶和发汗操作，使物质纯度大幅提高。熔融结晶除降温外，也可根据体系中物质熔点随压力变化的特点，在恒温下通过改变体系压力以改变物质熔点和体系固液相平衡的方法来实现结晶。

熔融结晶适用性广泛，常见二元体系的统计表明，70%以上的物质熔点在0～200℃，近85%的体系可以通过一步熔融结晶生成纯固相。熔融结晶常用于同分异构体的分离，并可用于高纯（99.99%以上）化合物的制备。熔融结晶操作温度在体系熔点附近，与精馏相比，熔融结晶的操作能耗更低，且更适用于热敏性物质的分离。