Cristalul lichid este un termen care se referă la substanțe care nu sunt cristaline (solide) și nici izotrope (lichide), ci undeva între cele două. Există trei tipuri principale, sau ceea ce este cunoscut științific sub numele de mezofaze, de cristale lichide care pot fi identificate prin cantitățile lor variate de ordine moleculară și poziționare. Acest aranjament al moleculelor face ca substanța să fie mai solidă sau mai lichidă.
Faza nematică este cea mai simplă formă de cristal lichid și este faza în care moleculele de cristal nu au o poziție ordonată și sunt libere să se miște în orice fel. Cu toate acestea, deși nu au o ordine specifică, în timpul acestei faze moleculele tind să îndrepte în aceeași direcție, ceea ce o diferențiază de un lichid pur. Cristalul lichid în această fază poate fi caracterizat prin aspectul său sub formă de fir atunci când este privit la microscop. Utilizarea cristalului lichid nematic este obișnuită la lentilele telescopice, deoarece permite o imagine clară atunci când cercetătorii se confruntă cu turbulențe atmosferice.
Faza smectică a cristalului lichid, care este definită ca fiind echivalentă cu reziduul alunecos și gros găsit în partea de jos a vasele de săpun, se caracterizează printr-un ușor grad de translație în moleculele de cristal, care nu se găsește în nematic fază. În timp ce păstrează o orientare similară și indică în aceeași direcție ca moleculele din cristalul lichid nematic, în această fază moleculele tind să se alinieze în straturi. În timp ce aceste straturi în ansamblu se mișcă liber, mișcarea în straturi este restricționată; prin urmare, creează o substanță puțin mai solidă. S-a constatat că cristalul lichid smectic are un timp de răspuns electro-optic rapid și din această cauză este utilizat, împreună cu cristalul lichid nematic, la producerea ecranelor cu afișaj cu cristale lichide (LCD).
Faza colesterică, cunoscută și sub numele de fază nematică chirală, se caracterizează prin faptul că moleculele sunt aliniate și ușor unghi unul față de altul, stivuite în straturi foarte subțiri - este ultima fază înainte ca o substanță să devină cristalină sau solid. Acest tip de cristal lichid are și caracteristica schimbării culorii atunci când este expus la temperaturi diferite. Din acest motiv, cristalul lichid colesteric este utilizat în obiecte obișnuite de uz casnic, cum ar fi termometre și inele de dispoziție.