由同種非金屬元素或由異種元素的“無限”數目原子以共價鍵結合而成的晶體，叫做共價型原子晶體。由“無限”數目的原子形成的一個無限大分子，如果原子間的鍵型不純屬共價鍵，尚有范德華力等作用，則應歸屬于混合鍵型晶體（如石墨）。典型的共價型原子晶體（如金剛石）以典型的共價鍵結合，因此硬度高、熔點高，導電性和導熱性低。除金剛石外，由Si、Ge、Sn等單質形成的晶體也有類似結構，它們都以四面體堆積（A₄型）方式形成晶體。由異種元素原子形成的化合物共價型晶體有六方（ZnS）、立方（ZnS、AgI）、銅的四種鹵化物、金剛砂（SiC）、白硅石（SiO₂）等。