Malzeme biliminde polimorfizm, katı bir malzemenin birden fazla formda veya kristal yapıda bulunma yeteneğidir. Polimorfizm, polimerler, mineraller ve metaller de dahil olmak üzere herhangi bir kristal malzemede bulunabilir. Kimyasal elementleri ifade eden allotropi ile ilgilidir. Bir malzemenin tam morfolojisi, polimorfizm ve kristal alışkanlığı, amorf fraksiyon veya kristalografik kusurlar gibi diğer değişkenlerle tanımlanır. Polimorfizm, farmasötikler, zirai kimyasallar, pigmentler, boyalar, gıdalar ve patlayıcılar gibi alanlarda önemlidir.
Kristal paketlemedeki bir farklılık nedeniyle var olan polimorfizme paketleme polimorfizmi denir. Polimorfizm, konformasyonel polimorfizmde aynı molekülün farklı konformerlerinin varlığından da kaynaklanabilir. Psödopolimorfizmde farklı kristal tipleri hidrasyon veya solvasyonun sonucudur. Farklı solvatlar farklı kimyasal formüllere sahip olduğu için bu daha doğru bir şekilde solvomorfizm olarak adlandırılır. Organik bir polimorf örneği, monoklinik ve hekzagonal kristaller oluşturabilen glisindir. Silisin birçok polimorf oluşturduğu bilinmektedir, bunlardan en önemlileri; α-kuvars, β-kuvars, tridimit, kristobalit, moganit, koesit ve stişovittir. Klasik bir örnek, her ikisi de kalsiyum karbonat formu olan kalsit ve aragonit mineral çiftidir.
Amorf malzemeler için benzer bir olgu, bir maddenin birkaç farklı amorf modifikasyon alabildiği poliamorfizmdir.