Siła międzyatomowych i międzycząsteczkowych wiązań w materiale, a także temperatura i ciśnienie określają stan materii, który on przyjmuje. Stany materiałowe o różnych temperaturach i ciśnieniach są reprezentowane przez diagramy fazowe.
Najczęstsze stany materiału obejmują ciała stałe, ciecze i gazy. Materiały przyjmują stan stały, gdy międzycząsteczkowe i międzyatomowe energie wiązania przewyższają energię kinetyczną molekuł lub atomów materiału z powodu wibracji termicznych.
Materiały przyjmują stan ciekły, gdy międzycząsteczkowa i międzyatomowa energia wiązania jest porównywalna z termiczną energią kinetyczną. Silniejsze oddziaływanie między cząsteczkami cieczy powoduje większą lepkość.
Materiały przyjmują stan gazowy, gdy międzycząsteczkowa i międzyatomowa energia wiązania jest znacznie niższa niż termiczna energia kinetyczna. W wielu przypadkach interakcja między atomami lub cząsteczkami gazu może być całkowicie zaniedbana. Im większa jest energia cieplna kinetyczna, tym bardziej nieistotne są interakcje między atomami lub cząsteczkami gazu.
Energia cieplna jest opisana temperaturą materiału. Ta energia jest często proporcjonalna do pewnej wartości zawierającej iloczyn stałej Boltzmanna i temperatury w stopniach Kelvina, nazywanej temperaturą absolutną. Wyższe ciśnienie może powodować zbliżanie się atomów i cząsteczek, prowadząc materiały do przyjęcia stanów stałych lub ciekłych odpowiednio w temperaturach poniżej ich temperatury topnienia lub wrzenia.
