net als in elk materiaal worden de eigenschappen van keramiek bepaald door de aanwezige atomen, de soorten binding tussen de atomen en de manier waarop de atomen bij elkaar zijn verpakt

twee soorten bindingen worden in keramiek aangetroffen: Ionisch en covalent. De ionische binding komt voor tussen een metaal en een niet-metaal, met andere woorden, twee elementen met zeer verschillende elektronegativiteit. Elektronegativiteit is het vermogen van de kern in een atoom om alle elektronen binnen het atoom zelf aan te trekken en te behouden, en hangt af van het aantal elektronen en de afstand van de elektronen in de buitenste schillen van de kern.

In een ionbinding brengt een van de atomen (het metaal) elektronen over op het andere atoom (het niet-metaal), waardoor het positief geladen wordt (kation), terwijl het niet-metaal negatief geladen wordt (anion). De twee ionen met tegengestelde ladingen trekken elkaar aan met een sterke elektrostatische kracht.

covalente binding vindt plaats tussen twee niet-metalen, met andere woorden twee atomen die een vergelijkbare elektronegativiteit hebben, en impliceert het delen van elektronenparen tussen de twee atomen.

hoewel beide typen bindingen voorkomen tussen atomen in keramische materialen, is in de meeste daarvan (met name de oxiden) de ionbinding overheersend.

Er zijn twee andere soorten atomaire bindingen: metallic en de Van der Waals. In de eerste zijn de metalen kationen omgeven door elektronen die vrij kunnen bewegen tussen atomen. Metallische bindingen zijn niet zo sterk als Ionische en covalente bindingen. Metalen bindingen zijn verantwoordelijk voor de belangrijkste eigenschappen van metalen, zoals rekbaarheid, waarbij het metaal gemakkelijk kan worden gebogen of uitgerekt zonder te breken, waardoor het in draad kan worden getrokken. Het vrije verkeer van elektronen verklaart ook waarom metalen meestal geleiders van elektriciteit en warmte zijn.

Van der Waals-bindingen bestaan uit zwakke elektrostatische krachten tussen atomen met een permanente of geïnduceerde polarisatie. Een voorbeeld van de Van der Waalbinding is de waterstofbinding tussen waterstof en zuurstof, die verantwoordelijk is voor vele eigenschappen van water.

in polymeren zijn er covalente bindingen tussen de atomen van het polymeer, maar de polymere macromoleculen (of ketens) worden bij elkaar gehouden door Van der Waals krachten. Van alle vier soorten obligaties is Van der Waals de zwakste. Daarom zijn polymeren zeer elastisch (bijvoorbeeld een elastiekje), kunnen ze gemakkelijk worden gesmolten en hebben ze een lage sterkte.de Ionische en covalente bindingen van keramiek zijn verantwoordelijk voor vele unieke eigenschappen van deze materialen, zoals hoge hardheid, hoge smeltpunten, lage thermische uitzetting en goede chemische bestendigheid, maar ook voor een aantal ongewenste eigenschappen, in de eerste plaats broosheid, die leidt tot breuken, tenzij het materiaal wordt gehard door versterkers of op andere wijze.

de eigenschappen van keramiek hangen echter ook af van hun microstructuur. Keramiek is per definitie natuurlijke of synthetische anorganische, niet-metallische, polykristallijne materialen. Soms worden zelfs monokristallijne materialen, zoals diamant en saffier, ten onrechte opgenomen onder de term Keramiek. Polykristallijne materialen worden gevormd door meerdere kristalkorrels die tijdens het productieproces met elkaar zijn verbonden, terwijl monokristallijne materialen worden gekweekt als één driedimensionaal kristal. Fabricageprocessen van polykristallijne materialen zijn relatief goedkoop, in vergelijking met eenkristallen. Vanwege deze verschillen (bijv., meerdere kristallen met verschillende oriëntaties, aanwezigheid van korrelgrenzen, fabricageprocessen), polykristallijne materialen moeten echt niet worden verward met enkele kristallen en moeten de enige die onder de definitie van keramiek. De eigenschappen en de verwerking van keramiek worden grotendeels beïnvloed door hun korrelgrootte en-vormen, en kenmerken zoals dichtheid, hardheid, mechanische sterkte en optische eigenschappen correleren sterk met de microstructuur van het gesinterde stuk.

anderzijds is glas gemaakt van anorganische, niet-metalen materialen met een amorfe structuur. Amorfe structuur betekent dat atomen niet georganiseerd zijn volgens een goed geordende, herhalende regeling zoals in kristallen. Glaskeramiek bestaat uit kleine korrels omgeven door een glazige fase en heeft eigenschappen tussen die van glas en keramiek.

onderstaande tabel geeft een overzicht van de belangrijkste eigenschappen van keramiek en glas. Dit zijn typische eigenschappen. In feite kunnen eigenschappen van keramiek en glas worden aangepast aan specifieke toepassingen door het wijzigen van de samenstelling, waaronder het creëren van composietmaterialen met metalen en polymeren, en door het veranderen van verwerkingsparameters.