形核是指物質在相變過程中，從無序狀態轉變為有序狀態的關鍵步驟，具體過程如下：
晶胚的形成。當液相過冷至實際結晶溫度後，經過一段孕育期，液相內部開始出現許多有序排列的小原子團，這些被稱為晶胚。
晶核的形成。當這些晶胚達到某一臨界尺寸後，就成為可以穩定存在並自髮長大的晶核，這一過程稱為形核。
晶核的形成主要有兩種方式：
均勻形核。新相晶核在母相基體中無擇優地任意均勻分布。
非均勻形核。新相在母相基體中某些特殊區域擇優地形核，這些特殊區域包括異質核心以及母相晶體中已存在的零維、一維和二維缺陷等。
形核的過程受到相變驅動力和相變阻力的共同影響，相變驅動力包括新舊相之間的體積自由能差和母相晶體中存在的各類晶體缺陷，而相變阻力則包括新相形成時出現的相界面能和新舊相之間的彈性應變能。