Todas las sustancias pueden existir, al menos en principio, en los tres estados de la materia: sólido, líquido y gaseoso. Los gases difieren de los sólidos y los líquidos, en la separación de las moléculas. En un sólido, las moléculas se mantienen unidas en forma organizada, con poca libertad de movimiento. Las moléculas en un líquido están unidas, pero no en una posición tan rígida, y se pueden mover libremente entre ellas. En un gas, las moléculas están separadas por distancias que son grandes en comparación con el tamaño de las moléculas.
Los tres estados de la materia pueden ser convertibles entre ellos sin que cambie la composición de la sustancia. Un sólido (por ejemplo hielo) se fundirá por calentamiento y formara un líquido (agua). La temperatura a la cual sucede esta transición se denomina punto de fusión. El calentamiento de dicho líquido, lo convertirá en gas (vapor de agua). Esta conversión se lleva a cabo a la temperatura de ebullición del líquido.
En el camino inverso, el enfriamiento de un gas condensa para formar un líquido. Y un líquido enfriado aún más, se congelará y dará un sólido.