Den andra lagen om termodynamik, som säger att entropin (störningen) i ett isolerat system alltid ökar med tiden, kan verka motsatt när man överväger kristallbildning. När allt kommer omkring är kristaller mycket ordnade strukturer. Den uppenbara motsägelsen löses emellertid när vi överväger hela systemet , inte bara kristallen själv.

Så här gäller den andra lagen:

* entropiökning i omgivningen: Medan en kristall bildas släpper systemet värmen till omgivningen. Denna värme ökar omgivningens entropi, vilket uppväger minskningen av entropin i själva kristallen. Nettoförändringen i entropi för hela systemet (Crystal + omgivningar) är positiv och tillfredsställer den andra lagen.

* Spontan kristallisation: Processen med kristallbildning är ofta spontan eftersom den leder till ett lägre fritt energitillstånd. Detta händer på grund av frisättningen av värme under kristallisationen, vilket minskar systemets entalpi (inre energi). Minskningen av entalpin, i kombination med ökningen i omgivningens entropi, resulterar i en netto minskning av Gibbs fri energi, vilket gör kristallisation termodynamiskt gynnsam.

* kristallstorlek och entropi: Entropiförändringen förknippad med kristallbildning är beroende av kristallens storlek. Mindre kristaller har ett högre yta till volymförhållande, vilket leder till ett större bidrag från ytentropi, som är förknippat med störning. Det är därför större kristaller är mer termodynamiskt stabila, eftersom de har ett lägre ytområde och volymförhållande.

I huvudsak, medan kristallbildning leder till en ökning av ordningen inom själva kristallen, orsakar det också en ökning av störningen inom omgivningen. Den övergripande entropiförändringen för hela systemet förblir positiv och följer den andra lagen om termodynamik.

Vidare drivs ofta bildningen av kristaller av en minskning av fri energi, vilket är en följd av entalpinsminskningen på grund av frigörandet av värme och entropiökningen i omgivningen.