Возникновение вакансий и появление межузельных ионов в решетке кристалла часто вызывает отклонение состава соответствующего соединения от стехиометрического. Возможны следующие четыре случая подобного аномального состояния: а) в кристалле есть анионные вакансии, и он обогащен металлом; б) в кристалле есть катионные вакансии, и он обогащен анионом (кислородом и т. п.); в) избыток металла в межузлиях; г) избыток анионной группы в межузлиях. Фазы такого типа, характеризующиеся переменным составом, называются дефицитными или твердыми растворами вычитания. К числу дефицитных соединений относятся FeO, CdO, ТіО и др. Менее отчетливо это явление наблюдается у очень большого числа различных ионных соединений.

Существенные и многообразные изменения в структуру кристаллов вносят твердые растворы замещения и внедрения, возникающие при внедрении в данную решетку чужеродных элементов. Для того чтобы при образовании твердых растворов замещения в строении и свойствах кристалла не произошло никаких изменений, необходимо соблюдение огромного числа условий, выполнить которые практически невозможно (равенство размеров замещающих друг друга частиц, равенство «молекулярных объемов» и размеров элементарных ячеек, равенство поляризационных свойств и знаков зарядов ионов, идентичность типа химической связи и т. п.). Вследствие этого возникновение твердых растворов замещения вызывает изменение физических, химических и электрических свойств кристаллов. Аналогично изменяются свойства кристаллов при образовании в них твердых растворов внедрения, когда внедряющийся ион не замещает в решетке ионов основного элемента, а располагается в межузлиях. В этом случае внедряющийся ион Может во всех отношениях не соответствовать основному иону кристалла (быть больше по размеру, характеризоваться иным типом химической связи и т. п.), и поэтому вызываемые им дефекты решетки весьма значительны. Частным случаем твердых растворов внедрения являются твердые растворы вычитания.