Све супстанце пролазе кроз фазне прелазе са порастом температуре. Како се загревају, већина материјала почиње као чврста супстанца и топи се у течности. Са више топлоте, они прокључају у гасове. То се догађа зато што енергија топлотних вибрација у молекулима надјачава силе које их држе заједно. У чврстом материјалу силе између молекула држе их у крутим структурама. Те силе јако ослабљују у течностима и гасовима, омогућавајући супстанци да тече и испарава.
Фазни прелаз
Чврсти, течни и гасни састојци научници називају фазама супстанце. Када се топи, леди, кључа или кондензује, пролази фазни прелаз. Иако многе супстанце имају слична понашања у фазном прелазу, свака од њих има јединствени скуп температура и притисака који одређују у којој тачки се топи или кључа. На пример, гас угљен-диоксида смрзава се директно у суви лед на минус 109 степени Фахренхеита под нормалним притиском. Има течну фазу само при високим притисцима.
Топлота и температура
Како се чврста материја загрева, њена температура непрекидно расте. Сваки степен пораста температуре узима приближно исту количину топлотне енергије. Једном када достигне тачку топљења, температура остаје стабилна док се сва супстанца не отопи. Молекули узимају додатну енергију, која се назива топлина фузије, да би се укапљивали. Сва енергија у овом тренутку иде у прављење супстанце у течност. Иста ствар се дешава и са кључањем течности. За прелазак на гас потребна им је енергија, која се назива топлота испаравања. Једном када сва супстанца изврши прелаз, више енергије поново подиже температуру.
Топљење
Силе између молекула, укључујући Лондонску дисперзиону силу и водоничну везу, формирају кристале и друге чврсте облике када су температуре довољно ниске. Јачина сила одређује температуру топљења. Супстанце са врло слабим силама се топе на ниским температурама; јаке силе захтевају високе температуре. Ако примените довољно топлотне енергије, на крају се све супстанце растопе или прокувају.
Врење
Исти механизми који управљају топљењем важе и за кључање. Молекули у течности имају слабе силе које их држе заједно. Врућина узрокује да снажно вибрирају и одлете од осталих. У течности која кључа, неки молекули ће имати релативно ниске енергије, већина има просечан распон енергија, а неколицина енергије има довољно високу енергију да у потпуности изађе из течности. Са више топлоте, више молекула излази. У гасној фази више ниједан молекул није везан један за другог.