晶体材料按照其电子结构的不同可划分为金属和绝缘体两大类。近年的系列研究表明，绝缘体还可细分为一般绝缘体和拓扑绝缘体，并认识到拓扑绝缘体表现出完全不一样的量子现象与物性，如：拓扑保护的表面态、反弱局域化，量子自旋／反常霍尔效应等等。对于金属态，研究显示也可划分为“一般金属”和“拓扑半金属”两大类，且拓扑半金属也会具有与一般金属不一样的新奇量子现象。