Als Kristallwasser bezeichnet man OH-Ionen die in eine Gesteinsstruktur eingebaut sind. Dieses „Wasser“ ist nicht flüssig und kann durch Trocknung nicht entweichen. Es kann durch Temperaturbehandlung aus der Gitterstruktur gelöst werden wobei es Gesteinsabhängig ist, bei welchen Temperaturen Kristallwässer entweichen. Gesteine, welche Kristallwasser enthalten, nennt man auch Hydrate.

Tonminerale gehören zu diesen Gesteinen.

Genauere Auskunft über Temperaturbereiche zum Austreiben von Kristallwasser gibt die Differenztermoanalyse (DTA), eine labortechnische Methode zur Beschreibung von stofflichen Veränderungen während des Brennvorganges.