Существует несколько типов структурных превращений при ионной бомбардировке: кристалл-аморфное вещество (аморфизация); аморфное вещество-кристалл (кристаллизация); кристалл-кристалл (изменение размеров и кристаллизация зерен в поликристалле, изменение типа кристаллической решетки и др.).
Металлы и полупроводники рассматриваются отдельно, так как их поведение различно.
Металлы характеризуются высокой скоростью отжига радиационных дефектов, поэтому при комнатной температуре их аморфизации под воздействием ионного облучения не происходит.
При облучении металлических поликристаллических пленок может происходить изменение преимущественной ориентации зерен, причем обычно получаемые структуры ориентированы наиболее плотноупакованным направлением параллельно ионному пучку. Кроме того, ионное облучение может приводить к перестройке решетки. Если облучению подвергается металл с объемно-центрированной кубической решеткой (ОЦК), то возможен переход к более плотноупакованным решеткам — гранецентрированной кубической (ГЦК) или гексагональной плотноупакованной (ГПУ). Например, таким образом можно получить гексагональные железо и никель, гранецентрированные кобальт, титан, ванадий, чего нельзя добиться другими методами. Полученные таким образом кристаллы оказывались метастабильными. Их нагрев до 400−500'С приводит к восстановлению исходной структуры.
