原理：
蛋白質晶體內部結構為三維空間周期、有序、重復排列，要求每個結晶重復單位(分子或其復合體)的化學組成與分子構象是均一的。
方法：
為了獲得可供衍射的單晶，就需要將純化后的生物樣品進行晶體生長。晶體生長的方法有很多，如氣相擴散法、液相擴散法、溫度漸變法、真空升華法、對流法等等，而目前應用最廣泛的晶體生長方法是氣相擴散法。氣相擴散法又可以分為懸滴法、坐滴法、三明治法、油滴法和微量透析法。其中，懸滴法的使用頻率最高。
（以上方法都屬于化學方法，通常，研究凝聚態物理的用得最多的是區熔法，以多晶材料為基礎通過局部施加高溫使其部分熔化后再結晶，從而逐漸得到大塊的晶體，高分子材料通常不能承受過高溫度，所以無法使用這種方法）
在獲得初步的晶體生長條件后，往往需要對晶體生長條件進行優化，包括調整沉淀劑濃度、pH值、樣品濃度、溫度、離子強度等。