Apatite bilden eine wichtige Mineralklasse mit der allgemeinen Summenformel Ca₅(PO₄)₃X, wobei X typischerweise F, Cl oder OH ist. Kristallographisch kristallisieren sie überwiegend im hexagonalen System (Raumgruppe P6₃/m). Charakteristisch ist das anionische Kanalsystem entlang der c-Achse, das eine ausgeprägte Substitutionsfähigkeit für Anionen und Kationen ermöglicht.

Die Kristallchemie der Apatite ist durch weitreichende Isomorphie gekennzeichnet: Ca²⁺ kann u.a. durch Sr²⁺, Ba²⁺, Pb²⁺, seltene Erden oder auch Na⁺/K⁺ (unter Ladungsausgleich) ersetzt werden. Auf der Anionenposition X treten F^-, Cl^-, OH^- sowie CO₃^2- oder VO₄^3-/SiO₄^4- als Partialsubstitute auf. Diese Substitutionsflexibilität macht Apatite zu ausgezeichneten Wirtsphasen für funktionelle Dotierungen.

In der Biomineralik ist insbesondere Hydroxylapatit (Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂) von Bedeutung, der die anorganische Hauptkomponente von Knochen und Zähnen darstellt. Unter physiologischen Bedingungen bildet sich überwiegend carbonatierter Hydroxylapatit, bei dem CO₃^2- Phosphat- (B-Substitution) oder Hydroxidpositionen (A-Substitution) besetzt. Dies beeinflusst Gitterparameter, Löslichkeit, mechanische Eigenschaften und biologische Reaktivität signifikant.

Die Apatitbildung kann durch Lösungsphasenreaktionen, Sol-Gel-Verfahren, biomimetische Ansätze oder Hochtemperatursynthese erfolgen. Für biomimetische Systeme ist die Steuerung von Übersättigungsgrad, pH-Wert und Fremdionengehalt zentral, da diese Parameter Kristallmorphologie, Kristallitgröße und Defektdichte bestimmen.

Technologisch werden Apatite als biokeramische Implantatwerkstoffe, als Phosphor- und Lumineszenzphasen (seltene-Erden-dotierte Apatite), als Sorbentien für Schwermetalle und Radionuklide sowie als Phasen in Phosphorzementen und Glaskeramiken eingesetzt. Die enge Kopplung zwischen Zusammensetzung, Defektchemie und Funktion macht Apatite zu einem vielseitigen Plattformsystem für anwendungsorientierte Werkstoffentwicklung.