成核原理是指在一定條件下，物質從液態或溶液態轉變為固態的過程。這個過程可以分為一次成核和二次成核。
一次成核是指從純液體或純溶液中形成新的相的過程，包括均相成核和非均相成核。均相成核是指溶質分子通過布朗運動形成分子簇，再聚結成晶胚，然後長大為晶核的過程。而非均相成核則是指當微不可見的雜質存在溶液中時，會出現成核現象，它是利用固態物質促進巨觀晶體的長大，可不經過晶簇和晶胚步驟。
二次成核是指通過溶液中已有的晶化劑結晶成晶體而產生晶核的過程。這通常是些摩擦碎片，一般是晶體與結晶器金屬部分摩擦而形成的，尤其是存在在轉子葉片和泵的葉片時。結晶器中固相密度很高時，大晶體間的相互摩擦會產生具有二次晶核作用的碎片。
成核現象說的是自由分子自發聚集在一起形成固體的現象，比如水分子聚合在一起形成冰。"成核"的"核"指的是一個可依附的聚合體。當聚合體能相對穩定存在時，其他物體就會不斷聚集到其表面不斷成長，最終發生質變(出現相變)。加入冰晶、灰塵時，這些加入物會作為核讓水分子攀附，水分子會依附著這些加入的固體，在其表面迅速聚集然後結冰。倘若不加入核，水分子則需要通過分子熱運動過程中的自由碰撞自發聚集形成小的聚集體(小冰晶)，然後其他水分子會攀附著小冰晶然後促進整個系統結冰。
成核也被稱形核，即生成晶核的過程，是結晶初始時的「孕育階段」。在藥物溶液中，分子首先在溶劑(母相)中形成與擬生長晶體具有相同結構，並且在給定的晶體生長條件下熱力學穩定的晶胚(團簇)，隨後，當團簇尺寸大於臨界成核半徑時，形成晶核。