I cambiamenti di fase che comportano l'assorbimento del calore sono fusione, vaporizzazione, sublimazione e ionizzazione. La fusione descrive il processo di trasformazione di un solido in un liquido, mentre la vaporizzazione si verifica quando un liquido si trasforma in un gas. La ionizzazione è il processo utilizzato per convertire un gas in plasma e il processo mediante il quale un solido gira direttamente in un gas è noto come sublimazione.
Tutte e quattro le variazioni di fase richiedono un aumento della temperatura, una diminuzione della pressione o entrambe e sono indicate come reazioni endotermiche perché assorbono calore. L'aumento di calore porta ad un aumento dell'energia cinetica tra le molecole della sostanza. L'aumento dell'energia cinetica porta a un maggiore movimento delle molecole, consentendo loro di espandersi ulteriormente nello stato di pressione inferiore della materia. Un gas si trasforma in plasma attraverso un aumento di temperatura, come con le altre fasi, o attraverso una carica elettromagnetica. In questo cambiamento, gli elettroni diventano così energizzati da saltare tra gli atomi, cambiando la carica delle molecole. Oltre ai tradizionali quattro stati della materia, possono verificarsi altri stati intermedi a causa dell'assorbimento di calore. Altre fasi della materia includono vetro, cristalli, superfluidi, condensato, materia degenerata e plasma di quark e gluoni.
