Hầu hết các chất rắn, chất lỏng và chất khí đều nở ra khi chúng bị đốt nóng bởi vì các phân tử tạo nên chất đó chuyển động nhanh hơn, điều này tạo ra khoảng cách giữa mỗi phân tử nhiều hơn. Đặc tính này của vật chất vẫn đúng bất kể trạng thái của vật chất trong hầu hết các trường hợp. Có những ngoại lệ đối với quy tắc chung này; chẳng hạn, nước nở ra khi chuyển từ thể lỏng sang thể rắn.
Bản thân nhiệt độ là thước đo mức năng lượng trong một chất. Năng lượng này tương quan với tốc độ mà các phân tử trong vật liệu chuyển động. Ở bất kỳ nhiệt độ nào trên độ không tuyệt đối, các phân tử trong một chất đều chuyển động. Khi nhiệt độ tăng, các phân tử bắt đầu chuyển động nhanh hơn. Các phân tử chuyển động càng nhanh thì khoảng cách trung bình giữa các phân tử càng lớn. Nếu nhiệt độ tăng đủ cao, vật liệu chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng. Bởi vì các phân tử của chất lỏng ở xa nhau hơn so với chúng ở trong chất rắn, chất lỏng không giữ được hình dạng trừ khi nó ở trong một bình chứa. Nếu nhiệt độ tăng cao hơn nữa, các phân tử chuyển động nhanh hơn và thậm chí lan rộng hơn. Tại thời điểm này, chất này trở thành chất khí, cũng cần một vật chứa để giữ nguyên hình dạng của nó.
