Рассматриваются физико-математические основы моделирования процессов кристаллизации, методические аспекты и конкретные приложения. Построена универсальная, геометрико-топологическая модель возникновения, отбора и эволюции кластерных субструктурных единиц в неравновесных процессах кристаллообразования элементных и оксидных соединений. Модель использована для анализа механизма матричной сборки различного типа периодических структур: элементных соединений (включая фуллерены С60 и С70, оксидов металлов, германатов и силикатов.
При переходе на более высокий уровень структурной самоорганизации системы моделирование трехмерной сетки связей в формирующихся кристаллических структурах проводится с использованием принципа максимального, комплементарного связывания предшественников.