L'equilibrio di fase è lo stato di equilibrio tra due fasi di una molecola. Si verifica quando il trasferimento di materia o energia termica da una fase a un'altra fase è uguale alla velocità di trasferimento della materia o dell'energia termica nella direzione opposta.
Le forze motrici dell'equilibrio di fase sono uguali durante l'equilibrio di fase. Le tre diverse fasi dei composti sono solide, liquide e gassose. Per cambiare le fasi, un composto deve guadagnare o perdere energia sotto forma di materia o di calore. I composti possono cambiare da una fase all'altra se viene applicata energia sufficiente al sistema.