Zmiany fazowe polegające na absorpcji ciepła to topienie, odparowanie, sublimacja i jonizacja. Topienie opisuje proces przekształcenia ciała stałego w ciecz, podczas gdy parowanie następuje, gdy ciecz przechodzi w gaz. Jonizacja jest procesem stosowanym do konwersji gazu w plazmę, a proces, w którym ciało stałe przechodzi bezpośrednio w gaz, jest znany jako sublimacja.
Wszystkie cztery zmiany fazowe wymagają albo wzrostu temperatury, spadku ciśnienia albo obu, i są one określane jako reakcje endotermiczne, ponieważ pochłaniają ciepło. Wzrost ciepła prowadzi do wzrostu energii kinetycznej pomiędzy cząsteczkami substancji. Wzrost energii kinetycznej prowadzi do większego ruchu cząsteczek, umożliwiając im dalsze rozprzestrzenianie się w stan niższego ciśnienia materii. Gaz zmienia się w osocze albo przez wzrost temperatury, jak w przypadku innych faz, albo przez ładunek elektromagnetyczny. W tej zmianie elektrony zostają tak pobudzone, że przeskakują pomiędzy atomami, zmieniając ładunek cząsteczek. Oprócz tradycyjnych czterech stanów materii mogą wystąpić inne stany pośrednie z powodu absorpcji ciepła. Dodatkowe fazy materii to szkło, kryształy, nadcieczki, kondensat, zdegenerowana materia i plazma kwarkowo-gluonowa.
