孪晶是指两个晶体（或一个晶体的两部分）沿一个公共晶面（即特定取向关系）构成镜面对称的位向关系，这两个晶体就称为"孪晶"，此公共晶面就称孪晶面。孪晶也可以由两个或者两个以上同种晶体构成的、非平行的规则连生体，又称双晶。

孪晶界可分为两类，共格孪晶界(coherent twin boundary)和非共格孪晶界(incoherent twin boundary)。共格孪晶界是孪晶面上的原子同时位于两个晶体点阵的结点上，为两个晶体所共有，属于自然地完全匹配是无畸变的完全共格晶面，它的界面能很低，约为普通晶界界面能的1/10，很稳定，在显微镜下呈直线，这种孪晶界较为常见。非共格孪晶界是孪晶界相对于孪晶面旋转一角度后形成的，此时，孪晶界上只有部分原子为两部分晶体所共有，因而原子错排较严重，这种孪晶界的能量相对较高，约为普通晶界的1/2。

孪晶要素是用来表征孪晶中单晶体方位间的对称取向关系的假想几何要素。它包括孪晶面、孪晶轴和孪晶中心。孪晶面是两个晶体晶格中的一个相互等同且平行一致的公共面网，通过它，可使形成孪晶的两个单晶体重合或者完全平行。孪晶轴是两个晶体晶格中的一个相互等同且平行一致的公共行列，围绕这条直线旋转180°后，可使形成孪晶的两个单晶体重合或者达到完全平行。孪晶中心为一假想的定点，通过它，可使形成孪晶的两个单晶体重合或者达到完全平行，但在一般情况下，它只是一种派生的孪晶要素，故可以不予考虑。

接合面指孪晶中单晶体间相互接合的实际界面。孪晶中以接合面为界，其两侧单晶体的晶格互不连续。接合面可以呈阶梯状或者很不规则，亦可为一平面，且是两单晶体中相互等同的一个公共面。接合面往往平行于单晶体中具简单指数的晶面，此时即可用该晶面的符号表示接合面的方向。但个别孪晶中，接合面也可能为一无理指数面。接合面可以与单晶体中的对称面平行，但实际上更经常的是与孪晶面重合，或者平行于孪晶轴。

孪晶律指孪晶中单晶体间相互连生的规律，由孪晶要素来表示，并经常被命名为特定的名称，如以特征矿物名称、最初发现地名、孪晶的形状或孪晶面和接合面命名。

孪晶类型可以根据单晶体间相互接合的特点、孪晶轴与接合面间的关系、孪晶形成时间以及孪晶的形成机理进行分类。接触孪晶、贯穿孪晶、反复孪晶（如聚片孪晶和轮式孪晶）、复合孪晶是根据单晶体间相互接合的特点分类的孪晶类型。正交孪晶、平行孪晶和混合孪晶是根据孪晶轴与接合面间的关系分类的孪晶类型。原生孪晶和次生孪晶是根据孪晶形成时间分类的孪晶类型。生长孪晶、转变孪晶、滑移孪晶和退火孪晶是按孪晶的形成机理分类的孪晶类型。

孪晶在不同晶体和晶系中的分布并不一致。例如方解石、锡石、十字石等矿物的孪晶十分常见，但在大多数种类的晶体中并不会出现孪晶或者孪晶十分少见。孪晶在各晶系中的分布也不一致，属于单斜晶系和正交晶系（斜方晶系）的孪晶最常见，此后依次为三斜晶系、三方晶系、立方晶系和四方晶系。六方晶系的孪晶则十分少见。这些现象与晶体结构特点和晶系的对称性密切相关。

孪晶的存在对于晶体的利用通常有害，但也有其研究意义。有些矿物常呈孪晶产出，孪晶是识别这些矿物的一个非常重要的特征，可据此判断晶体在空间的方位。滑移孪晶的出现还具有成因上的意义。例如，水晶如果带有道芬律孪晶，两单晶体中电轴的正负端刚好相反，使压电效应的结果相互抵消，而不能用作压电的材料；如果带有巴西律孪晶，两单晶体的旋光方向也刚好相反，就既不能用作压电材料，也不能用作光学材料。少数孪晶，如水晶的道芬律孪晶，可由人工方法消除。

在显微镜下观察矿物薄片时，可利用消光规律找出孪晶形状，从而判断矿物种类。

2022年7月，中南大学粉末冶金国家重点实验室王章维教授和李志明教授合作，在Nature（《自然》）子刊Nature Communications（《自然-通讯》）以论著形式在线发表了题为“高层错能复杂成分钢中的高应力孪晶（High stress twinning in a compositionally 情结 steel of very high stacking fault 能量）”的最新研究成果。王章维教授为该论文的第一作者，王章维教授、李志明教授和南方科技大学文君副教授为论文共同通讯作者，论文的作者还包括南方科技大学的安丰超博士、中南大学粉末冶金国家重点实验室宋旼教授、德国马普钢铁研究所Dirk Ponge博士和Dierk Raabe教授。中南大学粉末冶金国家重点实验室为论文的第一单位。