La forza dei legami interatomici e intermolecolari in un materiale così come la temperatura e la pressione determinano lo stato della materia che assume. Gli stati dei materiali a diverse temperature e pressioni sono rappresentati da diagrammi di fase.
Gli stati più comuni di un materiale includono solidi, liquidi e gas. I materiali assumono uno stato solido quando le energie di legame intermolecolari e interatomici superano l'energia cinetica delle molecole o degli atomi del materiale dovuti alla vibrazione termica.
I materiali assumono uno stato liquido quando l'energia di legame intermolecolare e interatomica sono paragonabili all'energia cinetica termica. Una maggiore interazione tra le molecole liquide produce una maggiore viscosità.
I materiali assumono uno stato gassoso quando l'energia di legame intermolecolare e interatomica è molto più bassa dell'energia cinetica termica. In molti casi, l'interazione tra gli atomi di gas o le molecole può essere completamente trascurata. Più grande diventa l'energia cinetica termica, più insignificanti sono le interazioni tra gli atomi o le molecole del gas.
L'energia termica è descritta dalla temperatura del materiale. Questa energia è spesso proporzionale ad un valore contenente il prodotto della costante di Boltzmann e la temperatura in gradi Kelvin, chiamata temperatura assoluta. Una pressione più elevata può causare l'avvicinamento di atomi e molecole, portando i materiali ad assumere stati solidi o liquidi a temperature inferiori ai loro punti di fusione o di ebollizione, rispettivamente.
