Kristalliseerumine on sulamis, vedelas või gaasilises agregaatolekus oleva aine või ainete segu üleminek korrastatud sisestruktuuriga olekusse. See on kristallide (aeglase) moodustumise ja kasvu protsess, mis tekib lähtefaasis üleküllastumise või ülejahtumise tulemusena.
Kristalliseerumine on oluline looduslik protsess. Näiteks vee jäätumine või magma kivistumine on kristalliseerumise näited.
Kristalliseerimine on ka oluline meetod keemiatööstuses.