Так как подложка и пленка состоят из разных материалов, идеальный соразмерный рост (см. рис. а), происходящий при полном совпадении параметров кристаллической решетки, маловероятен. Чаще всего кристаллическая структура пленки и подложки отличаются друг от друга. Это различие структур характеризуется таким количественным параметром, как несоответствие решеток, определяемое как относительная разность их постоянных:

.

Небольшие несоответствия решеток могут быть адаптированы за счет упругих напряжений, т. е. за счет деформации решетки таким образом, что напряженная решетка сохраняет периодичность подложки в плоскости границы раздела, но в перпендикулярном направлении приобретает иную периодичность, сохраняя при этом объем элементарной ячейки. Этот тип роста, называемый псевдоморфным, показан на рис. б.

При больших несоответствиях решеток напряжение достигает такой величины, что его релаксация возможна лишь через возникновение дислокаций несоответствия, возникающих на границе раздела, как показано на рис. в. Легко показать, что расстояние между дислокациями равно

.

Технология гетероэпитаксии используется для выращивания гетероструктур, например, таких, как нитрид галлия на сапфире, алюминий-галлий-фосфид индия (AlGaInP) на арсениде галлия (GaAs).