一、固体理论
1950年，北京大学黄昆和里斯(A．Rhys)在英国利物浦大学提出多声子辐射和无辐射跃迁的量子理论，指出晶体缺陷中电子的无辐射跃迁因其能量变化可以全部通过多声子的发射或吸收予以补偿。国际上称此理论为“黄-里斯理论”。
1982年至1986年，中科院理论物理所于渌、苏肇冰等对电子-晶格畸变高度非线性耦合的跃迁过程进行了系统的研究。在黄-里斯理论的基础上，提出了一个多电子系统局域型非线性元激发的量子跃迁理论，给出了局域型非线性元激发辐射跃迁和无辐射跃迁量子跃迁几率的普遍表达式。在双极化子模型的基础上，应用上述理论到Cis－聚乙炔的共振Raman谱上，理论计算与实验结果基本相符。
二、晶体学
民国二十一年(1932年)，清华大学余瑞璜分析了氩的X光吸收和散射问题，证明了X射线的散射系数不同于经典的散射系数。民国二十四年(1935年)至民国二十六年(1937年)，他在英国期间，对Zn(BrO3)2·6H2O的晶体结构进行分析，巧妙地消除了一般所称的“鬼影”，确定了它的晶体结构；他还发现X射线衍射的晶体摆动谱仪所用的对称形叶状摆动器所得的晶体摆动速度不均匀，以严格的数学处理，得到正确的非对称式叶形摆动器；在对NI(NO3)2·6NH3所作的晶体结构分析中，他对该晶体的Ｘ射线衍射线强度随衍射角的增加急剧下降现象作出了正确的解释。1938年，余瑞璜在昆明继续从事有关晶体结构的分析研究，从数学上寻找消除傅里叶综合法必然产生的鬼影的方法，并于1942年成功地提出了晶体分析X射线数据新综合法。
民国二十三年(1934年)至民国二十五年(1936年)，北研院物理所陆学善在英国进行了“Cr－Al二元合金系的X射线研究”，首次提出Cr－Al二元合金系的完整相图。他创立的利用晶体点阵常数测定相图中固溶线的方法，至今仍广泛应用。
民国三十六年(1947年)，北京大学黄昆在英国研究稀固溶体理论中提出，固体中的杂质缺陷会导致X光漫散射，其强度集中在普通Ｘ射线衍射斑点附近。20年后在氟化锂晶中首先观察到这一现象。70年代又被国际上一些科学家所证实和应用，成为直接有效地研究晶体微观缺陷的手段，被称为“黄散射”。80年代初在中子衍射实验中再次确认了这种现象。
1958年，中科院应用物理所吴乾章与中科院原子能所科技人员共同开展了用中子衍射方法研究晶体结构的工作，并组织了把Ｘ射线、电子和中子三大衍射技术结合起来互相补充的研究工作。1979年以后，在钱三强等的倡导和推动下，中国和法国的科技人员从1980年起经过近4年的共同努力，成功地研制成中子散射三轴谱仪和四圆衍射仪。利用这两台仪器，可以进行有关磁结构和轻元素、同位素以及某些周期表中近邻元素的精确定位，还可开展关于声子和磁子色散曲线以及与之相联系的力常数和交换积分、软模相变、超导材料中色相关系的“软化”、金属及合金的自旋波、磁子与声子的相互作用等方面的研究工作。
1958年，中科院物理所吴乾章、张乐潓、费寿泉等和中科院地质所章元龙等，选用不同的单晶生长方法（水溶液法、焰熔法、提拉法、温梯法、水热法和助熔剂法）进行晶体生长的研究，成功地长成高质量的水晶晶体。
1958年，中科院物理所张乐潓领导的研究组开始用焰熔法生长红宝石，并于1961年在研制定向杆状激光红宝石的过程中解决了大尺寸宝石的开裂问题和高温热处理问题，生长出长达1米的高质量红宝石激光器用晶体棒。
1960年，第二机械工业部、中科院原子能所杨桢、张焕乔等和中科院物理所的李荫远开展了中子外场衍射研究。发现当石英单晶作超声压电振荡时，衍射的中子束强度成倍增强。1974年，他们又发现，不大的直流电场，能导致α－碘酸锂某些晶面的中子衍射强度显著增大，以及与这一现象有关的弛豫现象、各向异性、温度和低温“冻结”效应、交变电场效应等。对此现象的探讨，导致1977年发现了直流场作用下TGS单晶在临界点附近的中子衍射增强现象，并引起国内外对α-碘酸锂在静电场下物理特性的研究。此后，又发现了TGS单晶在临界温度附近呈现的、外加静电场引起的中子衍射增强现象。
1972年至1980年，中科院物理所贾寿泉、李永津、陈万春等总结出的“优质大尺寸碘酸锂单晶生长新工艺”，包括高纯度LiIO3晶体原料的制备，LiIO3的相关研究及α-、β-两相溶液亚稳区的确定，生长大尺寸α-LiIO3单晶的三步法，优选最佳生长条件等；并用水溶液法成功地生长了α-LiIO3优质大单晶。
1974年以来，中科院物理所、金属所、固体物理所和中国科技大学等分别在潘孝硕、李林、王景唐、何怡贞等人的主持下，先后用射频溅射、真空蒸镀、急冷工艺和离子注入等方法制备成各种非晶态稀土-过渡族合金薄膜和多层膜，以及各种铁基、钴基、锆基和铝基非晶合金薄带，并较深入地研究了它们的结构、电子态、弛豫过程、形成和相变、均匀流变、蠕变和断裂、内耗、磁共振、穆斯堡尔效应、光散射、电性、磁性、超导电性、高压下的物性和理论模型。
1978年5月，中科院半导体所根据研究硅反型层中的安德逊(Anderson)定域化的实验结果，提出了一个非均匀无序系统的模型，并由此解释了最小金属电异实验与理论预期的差异。
1979年以来，清华大学柳百新等对载能离子束与金属作用下合金相形成及分形生长现象进行研究，在固体薄膜中观察到多种分形凝聚行为和形态，提出了尖端-尖端模型和形核-凝聚模型，丰富了分形研究的实验结果；在非晶态薄膜中发现了旋错，证实了非晶态固体中不可能存在稳定的位错，而只能产生旋错，实现了原位研究薄膜的分形生长，论证了化合物合成中“结构适应性”原则。
70年代，中科院物理所、中科院生物物理所、北京大学等单位协作，由梁栋材等人用Ｘ射线衍射方法分析胰岛素蛋白的晶体结构，并取得了成果。
80年代初，中科院物理所张洪钧、戴建华等在液晶光学双稳态中混沌运动的研究中，观察到双稳区内存在新型周期为tR的暂态振荡，并作出理论解释；计算了液晶光学双稳态的分岔图；观察到劈分岔现象；研究了双峰迭代的符号动力学，得到了分岔图中边界和暗线方程的解析解；研究了光学双稳区边缘的临界慢化和光学双稳态中分岔点的临界以及阵发混沌的临界指数间联系；在双延迟反馈系统中从实验上观察到该系统的Frustration不稳定性和类似圆-圆迭代中“魔梯”的频率锁定平台以及两个平台间的频率突跳和滞后现象；观察到相邻模式之间竞争引起的拍频现象；研究了反馈强度对振荡模式的影响。该工作为混沌理论的研究提供了一个进行实验验证的非线性系统模型。
80年代初，中科院物理所范海福、郑启泰、姚家星等突破了晶体学中直接法只能应用于小分子单晶体的Ｘ射线衍射分析的狭小领域的局限，开展了将直接法应用于测定蛋白质结构的研究。在将直接法与传统的蛋白质结构分析方法——同晶型置换法和异常散射法相结合的研究中，取得了最佳的试验结果，从而把直接法的应用从小分子推广到大分子。
1981年至1989年，北京大学宋增福、华道宏用晶体场理论研究了激光晶体及固体发光材料中三价稀土离子的能谱，特别研究了几种新型固体发光材料的动力学特性。
1982年至1988年，清华大学顾秉林、何元金、郁伟中等利用新发展起来的正电子湮没技术，成功地建立起一套表征固体中各种微观缺陷的“缺陷谱”；系统地给出了湮没寿命与材料种类及缺陷类型的理论数据；对金属氢致损伤的机理提出了新的观点。
80年代中期，清华大学诸国桢在液晶中发现了一
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