csakúgy, mint minden anyagban, a kerámia tulajdonságait a jelenlévő atomok típusai, az atomok közötti kötés típusai és az atomok összetömörítésének módja határozza meg

kétféle kötés található a kerámiában: ionos és kovalens. Az ionos kötés egy fém és egy nemfém között jön létre, más szóval két nagyon különböző elektronegativitású elem között. Az elektronegativitás az atommag azon képessége, hogy magához vonzza és megtartja az atomon belüli összes elektronot, és függ az elektronok számától és a külső héjban lévő elektronok távolságától a magtól.

egy ionos kötésben az egyik atom (a fém) átadja az elektronokat a másik atomnak (a nemfém), így pozitív töltésűvé válik (kation), míg a nemfém negatív töltésűvé válik (anion). A két ellentétes töltésű ion erős elektrosztatikus erővel vonzza egymást.

kovalens kötés helyett két nemfém, más szóval két hasonló elektronegativitású atom között történik, és magában foglalja az elektronpárok megosztását a két atom között.

bár mindkét típusú kötés a kerámia anyagok atomjai között fordul elő, a legtöbbjükben (különösen az oxidokban) az ionos kötés dominál.

az atomkötéseknek két másik típusa van: a fémes és a Van der Waals. Az elsőben a fémkationokat elektronok veszik körül, amelyek szabadon mozoghatnak az atomok között. A fémes kötések nem olyan erősek, mint az ionos és kovalens kötések. A fémkötések felelősek a fémek fő tulajdonságaiért, például a hajlékonyságért, ahol a fém törés nélkül könnyen hajlítható vagy nyújtható, lehetővé téve huzalba húzását. Az elektronok szabad mozgása azt is megmagyarázza, hogy a fémek miért hajlamosak a villamos energia és a hő vezetésére.

A Van der Waals-kötések gyenge elektrosztatikus erőkből állnak az atomok között, amelyek állandó vagy indukált polarizációval rendelkeznek. A Van der Waal-kötés egyik példája a hidrogén és az oxigén közötti hidrogénkötés, amely a víz számos tulajdonságáért felelős.

polimerekben kovalens kötések vannak a polimer atomjai között, de a polimer makromolekulákat (vagy láncokat) Van der Waals erők tartják össze. A négy kötéstípus közül Van der Waals a leggyengébb. Emiatt a polimerek nagyon rugalmasak (például egy gumiszalag), könnyen megolvadhatnak, és alacsony szilárdságúak.

a kerámiák ionos és kovalens kötései felelősek ezen anyagok számos egyedi tulajdonságáért, mint például a nagy keménység, a magas olvadáspont, az alacsony hőtágulás és a jó kémiai ellenállás, de néhány nemkívánatos tulajdonságért is, elsősorban a törékenységért, amely törésekhez vezet, kivéve, ha az anyagot erősítő szerekkel vagy más módon megkeményítik.

a kerámiák tulajdonságai azonban a mikroszerkezetüktől is függenek. A kerámia definíció szerint természetes vagy szintetikus szervetlen, nem fémes, polikristályos anyagok. Néha még a monokristályos anyagok, például a gyémánt és a zafír is tévesen szerepelnek a kerámia kifejezés alatt. A polikristályos anyagokat a gyártási folyamat során összekapcsolt több kristályszemcsék alkotják, míg a monokristályos anyagokat egy háromdimenziós kristályként termesztik. A polikristályos anyagok gyártási folyamata viszonylag olcsó, összehasonlítva az egykristályokkal. E különbségek miatt (pl., több kristály különböző orientációkkal, szemcsehatárok jelenlétével, gyártási folyamatokkal), a polikristályos anyagokat valóban nem szabad összekeverni az egykristályokkal, és csak a kerámia meghatározása alá kell tartozniuk. A kerámia tulajdonságait és feldolgozását nagymértékben befolyásolja szemcseméretük és alakjuk, és olyan jellemzők, mint a sűrűség, keménység, mechanikai szilárdság és optikai tulajdonságok erősen korrelálnak a szinterezett darab mikrostruktúrájával.

másrészt az üveg szervetlen, nemfémes anyagokból készül, amorf szerkezettel. Az amorf szerkezet azt jelenti, hogy az atomok nem rendezett, ismétlődő elrendezés szerint vannak rendezve, mint a kristályokban. Az üvegkerámia apró szemcsékből készül, amelyeket üveges fázis vesz körül, és tulajdonságai az üveg és a kerámia tulajdonságai között vannak.

az alábbi táblázat összefoglalja a kerámia és az üveg főbb tulajdonságait. Ezek tipikus tulajdonságok. Valójában a kerámia és az üveg tulajdonságai az összetétel módosításával, beleértve a fémekből és polimerekből álló kompozit anyagok létrehozását, valamint a feldolgozási paraméterek megváltoztatásával testre szabhatók az egyes alkalmazásokhoz.