Ciała stałe definiuje się jako substancje, które zachowują swój kształt, nawet jeśli nie są zamknięte. Substancje zwykle przyjmują stan stały w niższych temperaturach niż w przypadku cieczy, gazów lub osocza.
Na przykład kawałek lodu zachowuje swoją formę, nawet gdy nie znajduje się w pojemniku. Jeśli jednak temperatura wzrośnie, lód zacznie się topić i zamieni w płyn. Ciecze nie zachowują swojego kształtu na zewnątrz naczynia, więc woda będzie miała tendencję do wyciekania z lodu. Jeżeli temperatura jeszcze się ociepli, woda przybierze postać gazu. Gazy mają nawet mniej kształtu niż ciecze, a gaz może nawet unosić się w powietrzu.
Wiele pierwiastków występuje naturalnie w stanie stałym, w tym złoto, węgiel, sód i srebro. Jednakże termin "ciało stałe" dotyczy zarówno czystych chemikaliów, jak i związków i mieszanin. Na przykład woda występuje jako trzy podstawowe formy materii w różnych miejscach na świecie. Stała postać wody, znana również jako lód, występuje w miejscach, w których temperatura jest wystarczająco zimna, aby cząsteczki bardzo blisko siebie się przesuwały i blokowały.
Niektóre ciała stałe wykazują krystaliczną strukturę na poziomie molekularnym. Daje to niektóre z tych materiałów, takich jak diamenty, niezwykłą wytrzymałość. Jednak wiele krystalicznych ciał stałych jest podatnych na pękanie wzdłuż pojedynczej płaszczyzny lub powierzchni.
