沸石分子篩材料的廣泛應用（例如：吸附分離、離子交換、催化），是與其結構特點(diǎn)密不可分的。例如，吸附分離性能取決于分子篩的孔道和孔體積的大??；離子交換性能取決于分子篩中陽(yáng)離子的數目、位置及其孔道的可通行性；催化過(guò)程中表現出的擇形性與分子篩的孔道尺寸、走向相關(guān)，而催化反應中的中間產(chǎn)物以及后產(chǎn)品和分子篩的孔道維數或其籠結構相關(guān)。因此，分子篩的結構是研究分子篩材料的基本問(wèn)題。

從簡(jiǎn)單的基本結構單元進(jìn)行研究。通常來(lái)講，沸石分子篩都是一個(gè)個(gè)四面體通過(guò)共用頂點(diǎn)來(lái)堆積得到的，所以一個(gè)四面體就是一個(gè)初級的結構單元(TO4四面體)。例如：對于silicalite-1沸石分子篩來(lái)講，它的初級結構單元是硅氧四面體（[Si O4]0），并且這個(gè)四面體結構單元呈現電中性，這些硅氧四面體通過(guò)共用氧原子的連接，形成了具有MFI結構的沸石分子篩。在合成中模板劑和吸附水是存在于它的孔道中的。當然，當在合成體系中有鋁存在的條件下，則有兩種四面體：硅氧四面體（[Si O4]0）和鋁氧四面體（[Al O4]-），并且鋁氧四面體是存在一個(gè)負電荷的，通過(guò)組裝合成了硅鋁的具有MFI結構的分子篩，由于這種結構本身帶有一定的負電荷，因此必然要通過(guò)額外的陽(yáng)離子來(lái)平衡，使其整體終呈現電中性。而磷鋁分子篩則是磷氧四面體（[PO4]+）和鋁氧四面體（[Al O4]-）嚴格交替構成，骨架呈電中性。當然，在初級結構單元與初級結構單元的連接中，要遵守Lowenstein規則：在硅鋁骨架結構中，鋁與鋁不能相鄰；在磷酸鹽骨架結構中，如SAPO-34，鋁是不能和二價(jià)或者三價(jià)金屬原子相鄰、以及磷不能與硅或磷相連的。

固相轉變機理是由Flanigen和Breck提出的，也是早提出的沸石分子篩晶化機理。他們認為:
在沸石分子篩的整個(gè)晶化過(guò)程中只是凝膠固相本身在水熱條件下產(chǎn)生，然后直接進(jìn)行硅鋁酸鹽骨架的結構重排，進(jìn)而導致了沸石分子篩的成核和晶體的生長(cháng)，而在沸石分子篩晶化過(guò)程中既沒(méi)有凝膠固相的溶解，也并沒(méi)有液相直接來(lái)參與沸石分子篩的成核以及晶體的生長(cháng)。
，沸石分子篩合成所需的各種原料混合后，主要物種硅酸鹽與鋁酸鹽聚合生成硅鋁酸鹽初始凝膠。同時(shí)，凝膠間液相雖然也產(chǎn)生，然而液相部分并不參與晶化成核的過(guò)程中。其次，所形成的硅鋁酸鹽初始凝膠在OH-離子的作用下卻不斷發(fā)生解聚與結構重排，從而形成某些沸石晶化所需要的初級結構單元。后，這些初級結構單元進(jìn)一步圍繞著(zhù)水合陽(yáng)離子發(fā)生重排構成多面體，這些多面體再進(jìn)一步聚合、連接、形成沸石分子篩晶體。

，沸石分子篩所需的原料混合后，主要物種硅酸鹽與鋁酸鹽聚合生成硅鋁酸鹽初始凝膠。這種硅鋁酸鹽凝膠是在高濃度條件下快速形成的，因此具有很高無(wú)序度，但是這種硅鋁酸鹽凝膠中可能含有某些初級結構單元，如：四元環(huán)、六元環(huán)等等。同時(shí)，這種凝膠和液相之間建立了溶解平衡。另外，硅鋁酸根離子的溶度積與凝膠的結構和溫度息息相關(guān)，隨著(zhù)晶化溫度的變化，這種凝膠和液相之間建立起新的凝膠和溶液的平衡。其次，液相中多硅酸根與鋁酸根濃度的增加導致晶核的形成，然后是沸石分子篩晶體的生長(cháng)。在沸石分子篩的成核和晶體生長(cháng)過(guò)程中，消耗了液相中的多硅酸根與鋁酸根離子，從而引起硅鋁凝膠的繼續溶解。由于沸石晶體的溶解度小于無(wú)定形凝膠的溶解度，后結果是凝膠的完全溶解，沸石分子篩晶體的完全生長(cháng)。

Zhdanov的實(shí)驗表明，沸石分子篩晶體生長(cháng)速度與液相中多硅酸根和鋁酸根離子的濃度息息相關(guān)，并且晶化過(guò)程中液相各組分濃度是不斷變化的，這些實(shí)驗結果支持了液相轉變機理。對液相轉變機理有利的證明是從液相中直接晶化沸石分子篩，Koizumi等人直接從澄清溶液中合成出了SOD，GIS、FAU等沸石分子篩。

雙相轉變機理
在人們對于沸石分子篩晶化究竟是通過(guò)液相轉變機理還是通過(guò)固相轉變機理爭執不清時(shí)，八十年代之后，又有科學(xué)家提出了雙相轉變的機理。雙向轉變機理認為液相轉變和固相轉變同時(shí)存在沸石分子篩晶化過(guò)程中，既可以分別發(fā)生在兩種晶化反應體系中，也可以同時(shí)發(fā)生在一個(gè)體系中。
Gabelica等人從對ZSM-5分子篩以及Na Y沸石晶化的研究印證了雙相轉變機理的存在性。Iton等人在ZSM-5分子篩的晶化過(guò)程中應用小角中子散射技術(shù)進(jìn)行研究，同時(shí)發(fā)現使用不同的硅源，ZSM-5沸石分子篩的晶化是遵循不同的機理進(jìn)行。從而得出即使是同一種類(lèi)型沸石分子篩，在不同的晶化條件下其生長(cháng)的機理是不一樣的結論。