由同种非金属元素或由异种元素的“无限”数目原子以共价键结合而成的晶体，叫做共价型原子晶体。由“无限”数目的原子形成的一个无限大分子，如果原子间的键型不纯属共价键，尚有范德华力等作用，则应归属于混合键型晶体（如石墨）。典型的共价型原子晶体（如金刚石）以典型的共价键结合，因此硬度高、熔点高，导电性和导热性低。除金刚石外，由Si、Ge、Sn等单质形成的晶体也有类似结构，它们都以四面体堆积（A₄型）方式形成晶体。由异种元素原子形成的化合物共价型晶体有六方（ZnS）、立方（ZnS、AgI）、铜的四种卤化物、金刚砂（SiC）、白硅石（SiO₂）等。