podobnie jak w każdym materiale, właściwości ceramiki są określane przez typy atomów obecnych, rodzaje wiązań między atomami i sposób, w jaki atomy są upakowane razem

w ceramice występują dwa rodzaje wiązań: jonowy i kowalencyjny. Wiązanie jonowe zachodzi między metalem a niemetalem, innymi słowy, dwoma pierwiastkami o bardzo różnej elektroujemności. Elektroujemność to zdolność jądra atomu do przyciągania i zatrzymywania wszystkich elektronów w samym atomie i zależy od liczby elektronów i odległości elektronów w zewnętrznych skorupach od jądra.

w wiązaniu jonowym jeden z atomów (metal) przenosi elektrony do drugiego atomu (niemetal), stając się dodatnio naładowanym (kation), podczas gdy niemetal staje się ujemnie naładowany (anion). Dwa jony o przeciwnych ładunkach przyciągają się ze sobą silną siłą elektrostatyczną.

wiązanie kowalencyjne zamiast tego występuje między dwoma niemetalami, innymi słowy dwoma atomami, które mają podobną elektroujemność, i obejmuje dzielenie par elektronów między dwoma atomami.

chociaż oba rodzaje wiązań występują między atomami w materiałach ceramicznych, w większości z nich (zwłaszcza w tlenkach) dominuje wiązanie jonowe.

istnieją dwa inne rodzaje wiązań atomowych: metaliczny i Van der Waalsa. W pierwszym kationy metalu są otoczone przez elektrony, które mogą swobodnie poruszać się między atomami. Wiązania metaliczne nie są tak silne jak wiązania jonowe i kowalencyjne. Wiązania metaliczne są odpowiedzialne za główne właściwości metali, takie jak ciągliwość, gdzie metal można łatwo zginać lub rozciągać bez łamania, umożliwiając wciągnięcie go w drut. Swobodny ruch elektronów wyjaśnia również, dlaczego metale są przewodnikami elektryczności i ciepła.

wiązania Van der Waalsa składają się ze słabych sił elektrostatycznych między atomami, które mają stałą lub indukowaną polaryzację. Przykładem wiązania Van der Waala jest wiązanie wodorowe między Wodorem a tlenem, które odpowiada za wiele właściwości wody.

w polimerach istnieją wiązania kowalencyjne między atomami polimeru, ale polimeryczne makrocząsteczki (lub łańcuchy) są utrzymywane razem przez siły Van der Waalsa. Ze wszystkich czterech rodzajów obligacji, van der Waals jest najsłabszy. Z tego powodu polimery są bardzo elastyczne (np. Gumka), można je łatwo stopić i mają niską wytrzymałość.

jonowe i kowalencyjne wiązania ceramiki są odpowiedzialne za wiele unikalnych właściwości tych materiałów, takich jak wysoka twardość, wysokie temperatury topnienia, niska rozszerzalność cieplna i dobra odporność chemiczna, ale także za pewne niepożądane cechy, przede wszystkim kruchość, co prowadzi do złamań, chyba że materiał jest hartowany przez środki wzmacniające lub w inny sposób.

właściwości ceramiki zależą jednak również od ich mikrostruktury. Ceramika to z definicji naturalne lub syntetyczne materiały nieorganiczne, niemetaliczne, polikrystaliczne. Czasami nawet materiały monokrystaliczne, takie jak diament i szafir, są błędnie zaliczane do terminu ceramika. Materiały polikrystaliczne są tworzone przez wiele ziaren krystalicznych połączonych ze sobą podczas procesu produkcyjnego, podczas gdy materiały monokrystaliczne są uprawiane jako jeden trójwymiarowy kryształ. Procesy wytwarzania materiałów polikrystalicznych są stosunkowo niedrogie w porównaniu do pojedynczych kryształów. Ze względu na te różnice (np., wiele kryształów o różnych orientacjach, obecność granic ziaren, procesy wytwarzania), materiały polikrystaliczne naprawdę nie należy mylić z pojedynczymi kryształami i powinny być jedynymi uwzględnionymi w definicji ceramiki. Właściwości i przetwarzania ceramiki mają duży wpływ na ich wielkości ziarna i kształty, a cechy, takie jak gęstość, twardość, wytrzymałość mechaniczna i właściwości optyczne silnie korelują z mikrostrukturą spiekanego kawałka.

z drugiej strony szkło jest wykonane z nieorganicznych, niemetalicznych materiałów o amorficznej strukturze. Struktura amorficzna oznacza, że atomy nie są zorganizowane zgodnie z dobrze uporządkowanym, powtarzalnym układem, jak w kryształach. Szkło-ceramika są wykonane z małych ziaren otoczonych fazą szklistą i mają właściwości pomiędzy tymi Ze Szkła i ceramiki.

poniższa tabela zawiera podsumowanie głównych właściwości ceramiki i szkła. Są to typowe właściwości. W rzeczywistości właściwości ceramiki i szkła można dostosować do konkretnych zastosowań poprzez modyfikację składu, w tym tworzenie materiałów kompozytowych z metalami i polimerami oraz zmianę parametrów przetwarzania.