La force des liaisons interatomiques et intermoléculaires dans un matériau ainsi que la température et la pression déterminent l'état de la matière qu'il prend. Les états des matériaux à différentes températures et pressions sont représentés par des diagrammes de phases.
Les états les plus courants d'un matériau comprennent les solides, les liquides et les gaz. Les matériaux prennent un état solide lorsque les énergies de liaison intermoléculaire et interatomique dépassent l'énergie cinétique des molécules ou des atomes du matériau en raison des vibrations thermiques.
Les matériaux prennent un état liquide lorsque l'énergie de liaison intermoléculaire et interatomique est comparable à l'énergie cinétique thermique. Une interaction plus forte entre les molécules liquides entraîne une viscosité plus élevée.
Les matériaux prennent un état gazeux lorsque l'énergie de liaison intermoléculaire et interatomique est bien inférieure à l'énergie cinétique thermique. Dans de nombreux cas, l'interaction entre les atomes ou les molécules de gaz peut être complètement négligée. Plus l'énergie cinétique thermique devient importante, plus les interactions entre les atomes ou les molécules de gaz sont insignifiantes.
L'énergie thermique est décrite par la température du matériau. Cette énergie est souvent proportionnelle à une valeur contenant le produit de la constante de Boltzmann et de la température en degrés Kelvin, appelée température absolue. Une pression plus élevée peut rapprocher les atomes et les molécules, amenant les matériaux à adopter des états solides ou liquides à des températures inférieures à leurs points de fusion ou d'ébullition, respectivement.
