Il faut attendre 1925 et l’application des Rayons X à la cristallographie pour avoir une première approche de sa structure .
C'est la phase cubique de haute température de la silice. Le même type de couche qui existe dans la tridymite est présente aussi dans la cristobalite, mais la topologie des liaisons entre couches successives est différente : les tétraèdres sont ici en configuration trans au lieu de cis et par conséquent les canaux continus qui existent dans la tridymite sont remplacés dans la cristobalite par des cages.
La transition cristobalite → tridymite est reconstructive et la cristobalite peut donc subsister dans une région métastable. À basse température elle donne un polymorphe tétragonal (α), phase entièrement métastable.
| Cristallographie de la cristobalite |
|---|
| Nom | α-Cristobalite | β-Cristobalite |
| Système cristallin | tétragonal | cubique |
| Classe cristalline | 4 2 2 | 4/m 3ˉ 2/m |
| groupe d'espace | P 41212 | F 41/d 3ˉ 2/m |
| Cellule élémentaire | a = 497,8 pm
c = 694,8 pm | a = 716,6 pm |
| Nombre de formules chimiques par unité de cellule | 4 | 8 |