金属、セラミックスなどの固体材料は、一般的に、数多くの結晶の粒の集合体である。隣接する結晶粒の相が同じときには、両者の界面を結晶粒界(粒界、結晶境界ともいう)といい、両者の相が異なるときには異相界面または異相境界という。一つの結晶粒から別の結晶粒へ電荷やエネルギーが移動する場合には、結晶粒界において障壁が存在するため、結晶粒の内部における電荷移動やエネルギー移動の速度に比べて遅くなるのが一般的である。したがって、結晶粒界を含む膜やバルク全体で見た場合、電荷やエネルギーの移動は、結晶粒界が律速となることが多い。結晶粒界の隙間を減らし結晶粒同士の距離を近づけ、障壁を減らすために、アニーリングや焼結といった処理が有効である。