Naukowcy zazwyczaj odnoszą się do substancji zmieniającej jej formę fizyczną jako zmieniający się stan materii. Te zmiany stanu materii wynikają ze zmian temperatury i ciśnienia powietrza, które wpływają na gęstość ciał stałych, płynów i gazów przez zbliżanie cząstek do siebie, tworząc gęstszy stan lub odciągając je dalej.
Określenie, kiedy substancja stała zamienia się w ciecz, na przykład gdy lód zamienia się w wodę, topi się. Kiedy dzieje się przeciwnie, a ciecz zestala się, proces ten nazywa się zamrażaniem. Kiedy ciecz zamienia się w parę, zmienia ona stan jej materii z cieczy na gaz w przemianie chemicznej nazywanej parowaniem, a odwrotna zmiana stanu, z gazu na ciecz, nazywana jest kondensacją. Ciało stałe może również przekształcać się bezpośrednio w gaz przez proces nazywany sublimacją, na przykład gdy topi się suchy lód. Proces zwany depozycją występuje, gdy gaz zamienia się bezpośrednio w ciało stałe, na przykład gdy w oknie pojawia się szron.
Poza zwykłymi stanami stałymi, ciekłymi i gazowymi, pewne pierwiastki mogą również przyjmować stan plazmy w procesie jonizacji. Tylko gazy mogą jonizować i stać się plazmą, zazwyczaj gdy ulegają znacznemu wzrostowi temperatury.
