虽然我们一直在讨论人工通过调节折射率的周期变化来制造的光子晶体，但实际上自然界有天然的光子晶体存在，如蛋白石（Opal）和蝴蝶翅膀等。电子显微镜揭示它们由一些周期性微结构组成。而它们之所以可以呈现美丽的色彩，则正是由于在不同的方向上，有不同频率的光被散射和透射。但这些天然物质均没有三维的光子带隙。
前面我们已经说过，人造光子晶体原理就是在利用折射率的周期变化。实际上引入这种折射率的变化大多使用了空气空穴。类似于半导体中的电子空穴，这种规律的分布在光子晶体材料中的空气与材料本身的折射率有很大的不同。故此可以达到形成光子晶体的条件要求。
光子带隙的出现与光子晶体结构、介质的连通性、介电常数反差和填充比有关，条件是比较苛刻的。一般说，介电常数反差越大（一般要求大于2），得到光子带隙可能性越大。制作具有完全光子带隙（即三维光子晶体）的光子晶体无疑是一项巨大的挑战。
最初提出的结构是面心立方结构。从实空间看即用何种介电材料来填充Wigner-Seitz原胞。选用怎样的面心立方结构和填充比才有光子带隙，这并非一件易事。Bellcore的研究人员用了两年多的时间尝试了各种各样的面心立方结构，才发现一种面心立方结构有光子带隙。这是一种背景为介电材料，相互重叠的空气孔在其中排列成面心立方结构的点阵结构。空气孔占86%的体积。这种制作方法类似炒菜，用介电材料构成周期结构，然后测量电磁波的透射率，看是否存在光子带隙。这种方式非常费时费力，而且也不太成功。
为寻找一种制作简易，同时组成单元维度低的结构，Ames的研究人员提出了一种层状结构的光子晶体，人们还提出了其它的层状结构来制作三维光子晶体。
美国纽约州罗切斯特大学的萨姆森·杰尼克等人在1999年初出版的《科学》杂志上撰文说，他们成功地让塑料分子像活的有机体那样自我组装为晶状结构。他们说，这种塑料具有重要用途，可以制作性能更好的发光二极管、在不同光线条件下能够改变颜色的特殊油漆以及超高效激光器。
杰尼克和他的同事们让塑料分子生长成面积为一平方厘米、厚度比人的头发丝直径还小的结构。在显微镜下观察，这种名叫光子晶体的结构是一个中空的球体，堆积起来就像一个蜂窝。这些美国科学家说，他们首先制成聚合物分子溶液，聚合物分子在溶液里就自我组成中空的球体，数十亿的球体以一种精确而有序的方式聚集在一起，最后形成更大的结构。
制作光学波段的光子晶体另外常用的技术是胶体颗粒（如硅土颗粒）的自组织生长。硅土颗粒的大小一般为微米或亚微米，悬浮在液体中。由于颗粒带电，而整个体系呈电中性，这些悬浮颗粒之间有短程的排斥相互作用以及长程的范德华（Van der Waals）力––一种分子间力。经过一段时间，悬浮的胶体颗粒会从无序的结构相变成有序的面心立方结构而形成胶体晶体。这种方法非常简便，而且很经济。一般采用的胶体颗粒是聚合物等，因为其它材料要得到大小均匀的颗粒很困难。早期采用的是聚合物的胶体颗粒，折射率都比较小。自然的蛋白石或人工的蛋白石是由氧化硅胶体颗粒组成的，颗粒的大小可以做得很均匀，大小一般为几百纳米，氧化硅颗粒的折射率也比较小，为1.45，遗憾的是理论计算表明由这些材料构成的面心立方结构的胶体晶体没有光子带隙。阿姆斯特丹大学的两位教授（Judith Wijnhoven和 Willem Vos）正在研发的技术就依赖于亚微米级的硅土颗粒在胶状悬浮页中的自排列能力可以达到精确匹配的要求的特性。对于相对低于空气折射率的硅土与空气空穴造成的折射率差别不足以形成3维带隙的缺点，该组用以下方法试图克服这个困难：他们使用二氧化钛来填充硅土颗粒中的空气间隙，而二氧化钛有一个较高的折射率。这个解决方案应用了一个化学反应过程––生成二氧化钛的过程。该反应重复多次，最终将硅土颗粒溶解，留下紧密排列的二氧化钛包围的球状空气空穴。
最近胶体溶液自组织生长的进展有可能改变这种情况。研究人员注意到胶体晶体的空隙可以填充各种无机或有机物，如果能将胶体颗粒去处而不影响晶体结构，就能得到空气孔结构的光子晶体。理论发现，如果背景是高介电常数的材料的面心立方结构，在第八和第九个光子能带之间有光子带隙，虽然第二和第三带之间仍然是赝带隙。实验上成功用TiO2（折射率~2.6）制成了空气球的结构。这种反蛋白石（inverse opal）结构的空气孔中可以填充其它高介电材料，如半导体或金属量子点，也可以填充如C60之类的富勒稀材料。
其间，美国匹兹堡大学的John Holtz和Sanford Asher构建了一种“可调”光子晶体，他们使用的是一种聚合体球状物在水凝胶膜中的悬浮液，并用一种人造聚合体吸收水。在这种情况下，带隙的波长就可以通过收缩或扩展水凝胶来调节。然而，虽然胶状结构可以很容易的克服调节的困难，但是却无法容易的适应于发光二极管活跃的电子异质结构。
除了上面介绍的制作三维光子晶体的尝试以外，对二维光子晶体的制作也有许多的研究。二维光子晶体有许多用途，制作比三维的要相对容易。在微波或厘米波波段，可以用介质棒来构成或用机械钻孔的办法；在红外和光学波段用刻蚀等方法。最早制作的二维光子晶体是用机械或用介质棒。目前，二维光子晶体的带隙已经达到红外和光学波段。制作二维光子晶体的实际例子是Bath大学的Philip Russell和Jonathan Knight以及他们的合作伙伴研制的特别不寻常的“多孔纤维”。这种纤维具有规则的气孔晶格，并且可以无散射的长度连续的传播光波。这是通过围绕一个在中心的固体玻璃核包裹一系列的中空玻璃管来实现的。由几百个传统的氧化硅棒和氧化硅毛细管依次绑在一起组成六角阵列，然后在2000度下把这个结构加热拉伸产生直径只有几微米的长纤维而成。这种纤维就有了不通常的属性，即使孔的直径很大，它也能传播单模光线。