孪晶是由两个或两个以上同类晶体组成的不平行的规则连体。也被称为双胞胎。组成孪晶的两个单晶之间，一定有一些对应的晶面和对应的晶棱相互平行，但不可能一一平行。但通过反射、旋转180°或反向延伸(reverse)的某种对称操作，它们可以相互重叠或完全平行。为了使两个相邻的双胞胎重合或平行，我们必须使用某些几何图形-平面、线和点(称为双胞胎元素)来完成这一点。

首先，孪生元素

用来描述孪晶中单晶取向之间对称取向关系的假想几何特征。它包括:①双晶面，这是一个虚平面。通过它的反射，构成孪晶的两个单晶可以重合或完全平行。因此，双晶面必须是一个相互相等、相互平行的共面网络。双晶面的方向由平行于晶面或垂直于晶带轴的符号表示。比如锡石的膝状孪晶，双晶面∨( 101)；正长石的卡尔斯波尔孪晶，双晶面⊥(001).双晶面永远不能与单晶体中的对称面平行，否则，两个单晶体将处于完全平行的关系，形成平行共生。②孪晶轴，这是一条假想的直线。当围绕它旋转180°时，形成孪晶的两个单晶可以重合或完全平行。因此，孪晶轴必须是两个相互相等且平行的晶格中的共同一行。双晶轴的方向由平行于晶带轴或垂直于晶面的符号表示。比如卡尔斯波尔孪晶的孪轴∨( 001)；膝状双⊥的双轴(101)。在单晶中，双晶轴不能与偶对称轴平行。(3)孪晶的中心是一个假想的固定点。反向延伸后，构成孪晶的两个单体可以相互重叠或平行。只有当单晶本身没有对称中心时，才能出现双晶中心。而且一般来说，它只是一个派生的孪生元素，所以可以忽略。

二、双晶型

在矿物学中，孪晶通常根据单晶之间相互键合的特征分为以下几种。简单的双晶，仅由两个单晶体组成。分为:

1.接触孪晶，两个单晶相互接触，并有确定规则的接合面；通过孪晶，两个单晶相互穿插，结合面曲折不规则，也称穿入孪晶。

2.重复孪晶，由两个以上的单晶按照相同的孪晶定律重复孪晶而成。又可进一步分为两种:多片状双晶，所有接合面相互平行，每个单晶依次层叠，在横截面接合面的晶面和解理面上可看到一系列由接合面痕迹组成的平行直线状双晶线；车轮型孪晶，其结合面依次等角度相交，通常呈轮辐状或环状。根据所含单晶的数量，可称为三晶、四晶、五晶、六晶或八晶。

3.复合孪晶(Compound twinning)，是两个或两个以上的单晶根据不同的孪晶规律形成的孪晶。

另外，在晶体光学中，有些双压电晶片常分为:①正交双压电晶片，其轴垂直于接合面，也叫面律双压电晶片；(2)平行孪晶，孪晶轴平行于接合面，也平行于单晶中的一个主带轴，也称为轴向孪晶；(3)混合孪晶，孪晶轴平行于接合面，但同时又垂直于单晶中的一个主带轴。

三、孪晶的成因

根据孪晶形成的时间，可分为晶体生长过程中形成的初生孪晶和晶体形成后形成的次生孪晶两大类。根据孪晶的形成机理，一般分为以下几种:

1.生长孪晶，在晶体成核阶段或随后的生长阶段形成的初级孪晶。它是粒子按一定方向断裂并按原晶格位置堆垛，改变为按与之孪生的晶格取向堆垛的结果，但这种改变并不导致键的破坏和晶体内能的明显增加。此外，在液相结晶的条件下，悬浮在介质中的两个小晶体可能以双晶关系的取向相互连接以降低表面能，然后继续一起生长成双晶。

2.孪晶的转变，它们是在类质同象转变过程中产生的。它是一种高温变体通过类质同象转变成低对称性的低温变体时产生的孪晶。

3.滑移孪晶一般由晶体形成后的机械应力引起，一些晶格中的一系列相邻平面同时均匀变形，从而在滑移部分和未滑移部分的晶格之间形成孪晶关系，故又称为机械孪晶或变形孪晶。滑移孪晶是多片孪晶，常见于一些矿物晶体和一些遭受区域变质作用的低对称性金属晶体中。

另外，某些金属在退火过程中的再结晶过程中，通过颗粒的扩散和晶间界面的变化，容易产生双晶结合面而不是一般的晶界，形成退火孪晶。它几乎只限于立方晶格的金属。

四。孪晶分布

在各种晶体中，孪生的几率差别很大。比如方解石、锡石、十字石等矿物的孪晶很常见，尤其是火成岩中的应时和斜长石，几乎无一例外都是孪晶。然而，在大多数种类的晶体中不会出现孪晶，或者孪晶很少出现。孪晶在各种晶系中的分布也是不均匀的，最多的孪晶属于单斜和斜方(正交)晶系，其次是三斜和三角、等轴和四方晶系。六方晶系的孪晶非常罕见。这些现象与晶体结构的特点和晶系的对称性密切相关。

第五，孪生的研究意义。

有些矿物往往以孪晶的形式出现，这是鉴别这些矿物的一个主要特征，可以用来确定空之间晶体的取向。滑动双胞胎的出现也有遗传学意义。

孪晶的存在一般不利于晶体的利用。例如，当一个晶体有多芬定律孪晶时，两个单晶中电轴的正负方向相反，使压电效应相互抵消，不能用作压电材料；当存在巴西孪晶时，两个单晶的旋光方向正好相反，既不能作为压电材料，也不能作为光学材料。个别双胞胎，比如水晶的多芬双胞胎，可以手动消除。