precis som i varje material bestäms keramikens egenskaper av de närvarande atomerna, typerna av bindning mellan atomerna och hur atomerna packas ihop

två typer av bindningar finns i keramik: joniska och kovalenta. Jonbindningen sker mellan en metall och en icke-metall, med andra ord två element med mycket olika elektronegativitet. Elektronegativitet är förmågan hos kärnan i en atom att attrahera och behålla alla elektroner i själva atomen och beror på antalet elektroner och avståndet mellan elektronerna i de yttre skalen från kärnan.

i en jonbindning överför en av atomerna (metallen) elektroner till den andra atomen (den icke-metall) och blir därmed positivt laddad (katjon), medan den icke-metall blir negativt laddad (anjon). De två jonerna med motsatta laddningar lockar varandra med en stark elektrostatisk kraft.

kovalent bindning sker istället mellan två icke-metaller, med andra ord två atomer som har liknande elektronegativitet, och involverar delning av elektronpar mellan de två atomerna.

Även om båda typerna av bindningar förekommer mellan atomer i keramiska material, i de flesta av dem (särskilt oxiderna) är jonbindningen dominerande.

det finns två andra typer av atombindningar: metalliska och Van der Waals. I den första är metallkatjonerna omgivna av elektroner som kan röra sig fritt mellan atomer. Metallbindningar är inte lika starka som joniska och kovalenta bindningar. Metallbindningar är ansvariga för metallernas huvudegenskaper, såsom duktilitet, där metallen lätt kan böjas eller sträckas utan att bryta, så att den kan dras in i tråd. Den fria rörligheten för elektroner förklarar också varför metaller tenderar att vara ledare av el och värme.

van der Waals-bindningar består av svaga elektrostatiska krafter mellan atomer som har permanent eller inducerad polarisering. Ett exempel på van der Waal-bindning är vätebindningen mellan väte och syre, som är ansvarig för många egenskaper hos vatten.

i polymerer finns kovalenta bindningar mellan polymerens atomer, men de polymera makromolekylerna (eller kedjorna) hålls samman av Van der Waals-krafter. Av alla fyra typer av obligationer är Van der Waals den svagaste. Av denna anledning, polymerer är mycket elastiska (t ex ett gummiband), kan lätt smältas, och har låg hållfasthet.

de joniska och kovalenta bindningarna av keramik är ansvariga för många unika egenskaper hos dessa material, såsom hög hårdhet, höga smältpunkter, låg termisk expansion och god kemisk beständighet, men också för vissa oönskade egenskaper, främst brittleness, vilket leder till sprickor om inte materialet härdas av förstärkningsmedel eller på annat sätt.

keramikens egenskaper beror emellertid också på deras mikrostruktur. Keramik är per definition naturliga eller syntetiska oorganiska, icke-metalliska, polykristallina material. Ibland ingår även monokristallina material, såsom diamant och safir, felaktigt under termen keramik. Polykristallina material bildas av flera kristallkorn sammanfogade under produktionsprocessen, medan monokristallina material odlas som en tredimensionell kristall. Tillverkningsprocesser av polykristallina material är relativt billiga jämfört med enkla kristaller. På grund av dessa skillnader (t. ex., flera kristaller med olika orienteringar, närvaro av korngränser, tillverkningsprocesser), polykristallina material bör verkligen inte förväxlas med enkla kristaller och bör vara de enda som ingår i definitionen av keramik. Egenskaperna och bearbetningen av keramik påverkas till stor del av deras kornstorlekar och former, och egenskaper som densitet, hårdhet, mekanisk hållfasthet och optiska egenskaper korrelerar starkt med mikrostrukturen hos det sintrade stycket.

å andra sidan är glas tillverkat av oorganiska, icke-metalliska material med en amorf struktur. Amorf struktur betyder att atomer inte är organiserade enligt ett välordnat, upprepande arrangemang som i kristaller. Glaskeramik är gjord av små korn omgivna av en glasig fas och har egenskaper mellan glas och keramik.

tabellen nedan ger en sammanfattning av de viktigaste egenskaperna hos keramik och glas. Dessa är typiska egenskaper. Faktum är att egenskaper hos keramik och glas kan skräddarsys för specifika applikationer genom att modifiera kompositionen, inklusive att skapa kompositmaterial med metaller och polymerer, och genom att ändra bearbetningsparametrar.