La maggior parte dei solidi, dei liquidi e dei gas si espandono quando vengono riscaldati perché le molecole che compongono la sostanza si muovono più rapidamente, il che pone più distanza tra ciascuna delle molecole. Nella maggior parte dei casi questa proprietà della materia è vera, indipendentemente dallo stato della materia. Ci sono delle eccezioni a questa regola generale; l'acqua, per esempio, si espande quando transita dalla forma liquida a quella solida.
La temperatura stessa è una misura del livello di energia in una sostanza. Questa energia è correlata alla velocità con cui le molecole nel materiale si muovono. A qualsiasi temperatura sopra lo zero assoluto, le molecole di una sostanza si muovono. All'aumentare della temperatura, le molecole iniziano a muoversi più velocemente. Più le molecole si muovono più velocemente, maggiore è la distanza media tra le molecole. Se la temperatura sale abbastanza, il materiale si trasforma dallo stato solido allo stato liquido. Poiché le molecole di un liquido sono più distanti l'una dall'altra rispetto al solido, il liquido non mantiene la sua forma a meno che non si trovi in un contenitore. Se la temperatura aumenta ancora, le molecole si muovono più velocemente e diventano ancora più distese. A questo punto, la sostanza diventa un gas, che richiede anche un contenitore per mantenere la sua forma.
