aivan kuten kaikissa materiaaleissa, myös keramiikan ominaisuudet määräytyvät sen sisältämien atomien tyyppien, atomien välisten sidostyyppien ja atomien yhteen pakkautumisen mukaan

keramiikassa esiintyy kahdenlaisia sidoksia: ionisia ja kovalenttisia. Ionisidos tapahtuu metallin ja epämetallin eli kahden alkuaineen välillä, joilla on hyvin erilainen elektronegatiivisuus. Elektronegatiivisuus on atomin ytimen kyky vetää puoleensa ja pidättää kaikki atomissa olevat elektronit, ja se riippuu elektronien määrästä ja uloimpien kuorien elektronien etäisyydestä ytimestä.

ionisidoksessa toinen atomeista (metalli) siirtää elektroneja toiselle atomille (Epämetalli), jolloin siitä tulee positiivisesti varautunut (kationi), kun taas Epämetalli muuttuu negatiivisesti varautuneeksi (anioni). Kaksi Ionia, joilla on vastakkaiset varaukset, vetävät toisiaan puoleensa voimakkaalla sähköstaattisella voimalla.

kovalenttinen sidos sen sijaan tapahtuu kahden Ei-metaalisen eli kahden atomin välillä, joilla on samanlainen elektronegatiivisuus, ja siihen liittyy elektroniparien jakaminen kahden atomin kesken.

vaikka keraamisissa materiaaleissa esiintyy atomien välillä molempia sidostyyppejä, useimmissa niistä (erityisesti oksideissa) ionisidos on vallitseva.

on olemassa kaksi muuta atomisidostyyppiä: metalliset ja Van der Waals. Ensimmäisessä metallikationeja ympäröivät elektronit, jotka voivat liikkua vapaasti atomien välillä. Metalliset sidokset eivät ole yhtä vahvoja kuin ioniset ja kovalenttiset sidokset. Metalliset sidokset ovat vastuussa metallien tärkeimmistä ominaisuuksista, kuten sitkeydestä, jossa metallia voidaan helposti taivuttaa tai venyttää murtumatta, jolloin se voidaan vetää langaksi. Elektronien vapaa liikkuvuus selittää myös sen, miksi metallit ovat yleensä sähkön ja lämmön johtimia.

Van der Waalsin sidokset koostuvat atomien välisistä heikoista sähköstaattisista voimista, joilla on pysyvä tai indusoitu polarisaatio. Esimerkki Van der Waalin sidoksesta on vedyn ja hapen välinen vetysidos, joka vastaa monista veden ominaisuuksista.

polymeereissä polymeerin atomien välillä on kovalenttisia sidoksia, mutta polymeeriset makromolekyylit (tai ketjut) pysyvät koossa Van der Waalsin voimien avulla. Kaikista neljästä sidostyypistä van der Waals on heikoin. Tästä syystä polymeerit ovat hyvin joustavia (esim.kuminauha), ne voidaan helposti sulattaa ja niillä on alhainen lujuus.

keramiikan ioniset ja kovalenttiset sidokset ovat vastuussa monista näiden materiaalien ainutlaatuisista ominaisuuksista, kuten korkeasta kovuudesta, korkeista sulamispisteistä, alhaisesta lämpölaajenemisesta ja hyvästä kemiallisesta kestävyydestä, mutta myös joistakin ei-toivotuista ominaisuuksista, joista tärkein on hauraus, joka johtaa murtumiin, ellei ainetta karkaista vahvistavilla aineilla tai muilla keinoin.

keramiikan ominaisuudet riippuvat kuitenkin myös niiden mikrorakenteesta. Keramiikka on määritelmällisesti luonnollista tai synteettistä epäorgaanista, epämetallista, monikiteistä materiaalia. Joskus jopa yksikiteiset materiaalit, kuten timantti ja safiiri, luetaan virheellisesti termiin keramiikka. Monikiteiset materiaalit muodostuvat useista kiderakeista, jotka ovat liittyneet toisiinsa tuotantoprosessin aikana, kun taas yksikiteiset materiaalit kasvatetaan yhtenä kolmiulotteisena kiteenä. Monikiteisten materiaalien valmistusprosessit ovat suhteellisen edullisia verrattuna yksittäisiin kiteisiin. Näiden erojen vuoksi (esim., useita kiteitä, joilla on erilaiset suuntaukset, raerajojen läsnäolo, valmistusprosessit), monikiteisiä materiaaleja ei todellakaan pidä sekoittaa yksittäisiin kiteisiin ja niiden pitäisi olla ainoita, jotka sisältyvät keramiikan määritelmään. Keramiikan ominaisuuksiin ja käsittelyyn vaikuttavat suuresti niiden raekoot ja muodot, ja ominaisuudet, kuten tiheys, kovuus, mekaaninen lujuus ja optiset ominaisuudet korreloivat voimakkaasti sintratun kappaleen mikrorakenteen kanssa.

toisaalta lasi on valmistettu epäorgaanisista, ei-metallisista aineista, joilla on amorfinen rakenne. Amorfinen rakenne tarkoittaa sitä, että atomit eivät ole järjestäytyneet hyvin järjestetyn, toistuvan järjestelyn mukaan kuten kiteissä. Lasikeramiikka on valmistettu pienistä jyvistä, joita ympäröi lasimainen faasi, ja sillä on ominaisuuksia lasin ja keramiikan välillä.

alla olevassa taulukossa on yhteenveto keramiikan ja lasin tärkeimmistä ominaisuuksista. Nämä ovat tyypillisiä ominaisuuksia. Itse asiassa keramiikan ja lasin ominaisuudet voidaan räätälöidä tiettyihin sovelluksiin muuttamalla koostumusta, mukaan lukien komposiittimateriaalien luominen metalleilla ja polymeereillä, ja muuttamalla prosessointiparametreja.