Les changements de phase impliquant l'absorption de chaleur sont la fusion, la vaporisation, la sublimation et l'ionisation. La fusion décrit le processus par lequel un solide se transforme en liquide, tandis que la vaporisation se produit lorsqu'un liquide se transforme en gaz. L'ionisation est le processus utilisé pour convertir un gaz en plasma, et le processus par lequel un solide se transforme directement en gaz est connu sous le nom de sublimation.
Les quatre changements de phase nécessitent soit une augmentation de la température, soit une diminution de la pression, soit les deux, et ils sont appelés réactions endothermiques car ils absorbent de la chaleur. L'augmentation de la chaleur entraîne une augmentation de l'énergie cinétique parmi les molécules de la substance. L'augmentation de l'énergie cinétique conduit à plus de mouvement des molécules, leur permettant de s'étendre davantage dans l'état de pression inférieure de la matière. Un gaz se transforme en plasma soit par une élévation de température, comme pour les autres phases, soit par une charge électromagnétique. Dans ce changement, les électrons deviennent si excités qu'ils sautent entre les atomes, changeant la charge des molécules. En plus des quatre états traditionnels de la matière, d'autres états intermédiaires peuvent survenir en raison de l'absorption de chaleur. Les phases supplémentaires de la matière comprennent le verre, les cristaux, les superfluides, les condensats, la matière dégénérée et le plasma quark-gluon.