目前已经成功地应用各种近代科学手段来研究玻璃和非晶态成分、工艺、结构与性能和功能的相互关系。研究结果表明，在玻璃和非晶态材料中，近程即在10Å以内的微小范围内，存在与对应晶体相同或相近似的结构单元。如在石英玻璃和硅酸盐玻璃中，存在与石英晶体和硅酸盐晶体相同的硅氧四面体［SiO4］结构单元；非晶态的As2S3中存在类似雌黄晶体的锥形AsS结构单元；非晶态半导体Si和Ge中，存在三角配位的类石墨结构单元；金属玻璃中存在紧密堆积的正四面体结构单元等。目前的结构测定技术还不能精确地测得玻璃和非晶态材料原子的三维排列状况，只能以模型的方式加以描述，对玻璃和非晶态的结构模型尚未取得一致的看法，最具代表性的是微晶（或晶子）学说（或模型）和无规则网络学说，而硬球无规密堆学说则成为讨论非晶态金属结构的一种主要模型。其要点如下：

（1）微晶模型　大多数原子与其最邻近原子的相对位置和对应的晶体完全相同，这些原子组成一些非常微小（十几Å～数—Å）的晶粒，它们取向散乱、无规则，失去远程有序。微晶模型可以很好地解释氧化物玻璃和非晶态半导体的结构。但是，微晶模型可能与玻璃和非晶态的实际结构有较大的差别，这是由于往往不考虑晶界所致。

（2）无规则网络模型　最邻近原子间的键长、键角等基本上与对应的晶态相似，允许在一个范围内涨落，由于键的无规则排列而失去远程有序性。该学说比较成功地描述共价结合的非晶半导体和绝缘体的结构。(www.daowen.com)

（3）硬球无规密堆模型　将熔体视为是由硬球均匀、连续、无规则地堆积体，模型中没有可以容纳另一个硬球的空间。这种模型可以很好地模拟非晶态金属，成为描述非晶态金属的一种主要的结构模型。

另外还有多面体无规则堆积和无规则线团结构等结构学说等。