Le lithium a un point d'ébullition de 1 342 degrés Celsius et un point de congélation de 180,5 degrés Celsius. En raison du point de congélation élevé du lithium, il existe sous forme solide à température ambiante.
Le point de congélation du lithium est le même que son point de fusion. C'est là que les phases solide et liquide du lithium existent en équilibre. Bien que le point de fusion du lithium soit très bas par rapport à de nombreux métaux de transition, il est le plus élevé de tous les métaux alcalins. À titre de comparaison, le sodium a un point de fusion de 97,7 degrés Celsius, tandis que l'hydrogène a un point de fusion négatif de 259,1 degrés Celsius, ce qui est proche du zéro absolu.