Bien que les changements physiques et chimiques puissent tous deux entraîner un changement d'état, comme de liquide à gazeux ou solide, les deux processus sont complètement différents. Dans un changement physique, la matière subit simplement un changement d'état, par exemple par congélation ou dissolution dans l'eau.
Cependant, les molécules réelles de la substance restent chimiquement identiques malgré ce changement. C'est le contraire d'un changement chimique, où les molécules subissent une réaction chimique qui forme de nouvelles substances chimiques. Ce processus n'est pas réversible, car la structure chimique réelle des divers atomes a été modifiée, contrairement à un changement physique, qui peut toujours être inversé. Dans les changements chimiques, les atomes de la substance se séparent toujours ou se réunissent pour former de nouveaux composés.
Par exemple, l'eau peut également être bouillie pour créer de la vapeur ou congelée pour créer de la glace, mais chacune de ces substances a toujours la même composition chimique, H20. Cependant, lorsque l'essence est brûlée, il en résulte deux nouvelles substances, le dioxyde de carbone et la vapeur d'eau. De même, lorsque le fer est exposé à l'oxygène, les deux réagissent pour former de l'oxyde de fer ou de la rouille. Bien que les couches de fer sous la rouille soient encore pures, le changement chimique à la surface est permanent, car l'oxyde de fer ne peut pas être reconverti en fer pur.
