Sebbene la maggior parte delle sostanze possa verificarsi in uno qualsiasi dei quattro stadi della materia (solido, liquido, gas o plasma), i fattori che determinano lo stato della sostanza sono la sua struttura chimica e la temperatura. Quando la temperatura aumenta, eccita le singole molecole, inducendole a muoversi più velocemente e ad allontanarsi l'una dall'altra.
È vero anche il contrario, poiché la diminuzione della temperatura rallenta le molecole verso il basso e le pone in una disposizione più vicina e più ordinata.
Mentre aggiungendo o togliendo energia aumentando o diminuendo la temperatura della sostanza si ottiene che la sostanza modifichi il suo stato fisico, come il passaggio dal liquido al gas o al solido, il modo in cui le molecole sono disposte gioca un ruolo importante in quale stato quella sostanza è ad una certa temperatura. Questo è il motivo per cui alcune cose, come l'acqua, possono essere liquide a temperatura ambiente, mentre altre come l'elio o l'ossigeno possono esistere come gas alla stessa temperatura.
Quando una sostanza cambia da uno stato ad un altro, il cambiamento è solo fisico, poiché il cambiamento di temperatura non ha alcun effetto sulla sua struttura chimica. Ad esempio, l'acqua è ancora H2O sia che si tratti di acqua liquida, ghiaccio o vapore acqueo.
