Większość ciał stałych, cieczy i gazów rozszerza się, gdy są ogrzewane, ponieważ cząsteczki tworzące substancję poruszają się szybciej, co powoduje większy dystans między każdą z cząsteczek. Ta właściwość materii jest w większości przypadków prawdziwa niezależnie od stanu materii. Istnieją wyjątki od tej ogólnej zasady; na przykład woda rozszerza się, gdy przechodzi z postaci płynnej w stałą.
Temperatura sama w sobie jest miarą poziomu energii w substancji. Ta energia koreluje z szybkością, z jaką poruszają się molekuły w materiale. W dowolnej temperaturze powyżej zera bezwzględnego poruszają się molekuły substancji. Wraz ze wzrostem temperatury cząsteczki zaczynają się szybciej poruszać. Im szybciej poruszają się molekuły, tym większa staje się średnia odległość między cząsteczkami. Jeśli temperatura wzrośnie wystarczająco, materiał przechodzi ze stanu stałego do stanu ciekłego. Ponieważ cząsteczki cieczy znajdują się dalej od siebie niż w ciele stałym, ciecz nie zachowuje swojego kształtu, chyba że znajduje się w pojemniku. Jeśli temperatura wzrośnie jeszcze wyżej, cząsteczki poruszają się szybciej i stają się jeszcze bardziej rozłożone. W tym momencie substancja staje się gazem, który wymaga również pojemnika, aby zachować swój kształt.
