Secondo la pagina di Newton "Chiedi a uno scienziato", i cambiamenti di fase esotermica sono quelli che emettono energia o calore, come l'acqua liquida che si congela in ghiaccio o vapore acqueo che si condensa in acqua liquida. Scientific American spiega che il congelamento dell'acqua in ghiaccio è riconosciuto come un processo esotermico; è il processo opposto allo scioglimento dei ghiacci, che richiede energia per verificarsi ed è quindi endotermico.
Chimica su About.com spiega i processi endotermici ed esotermici. Al fine di determinare se un cambiamento di fase è endotermico o esotermico, considerare i livelli di energia degli atomi sia negli stati iniziale che finale. Per una reazione esotermica, gli atomi nello stato iniziale hanno più energia, che è tipicamente indicata da una maggiore energia cinetica. Per esempio, l'acqua si muove più del ghiaccio perché le molecole in acqua hanno più energia cinetica. Allo stesso modo, le molecole d'acqua nel vapore acqueo si muovono anche più di quelle in acqua liquida. Per condensare il vapore acqueo in acqua, le molecole devono perdere energia.
Chimica su About.com afferma che la maggior parte delle reazioni esotermiche, a differenza delle variazioni di fase, si traduce in una maggiore entropia nei prodotti. Un esempio di reazione esotermica che non è un cambiamento di fase è la combustione. Dopo le ustioni da legno, il risultato è molto meno ordinato rispetto ai reagenti che sono entrati nella reazione, secondo Scientific American. Tuttavia, il ghiaccio è più ordinato dell'acqua liquida, quindi il modo migliore per determinare se una reazione è esotermica è determinare se l'energia o il calore viene rilasciato durante la reazione o il cambio di fase.