Chất rắn, chất lỏng và chất khí là ba giai đoạn chính của vật chất. Chất rắn có cấu trúc tinh thể cố định, trong khi chất lỏng và chất khí chảy tự do hơn. Pha của vật chất mà một chất nhất định biểu hiện phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất.
Chất rắn có nội năng ít nhất trong ba trạng thái của vật chất và thường là trạng thái mát nhất. Các phân tử của chất rắn được sắp xếp theo một mô hình cố định không phụ thuộc vào khu vực xung quanh. Ví dụ về chất rắn là một khối nước đá.
Chất lỏng không có cấu trúc cố định và có nhiều khoảng trống hơn giữa các phân tử của chúng. Chúng điều chỉnh cấu trúc phân tử của chúng để phù hợp với vật chứa mà chúng được lưu trữ và chịu tác động của trọng lực. Chất lỏng có độ nhớt cụ thể hoặc dễ chảy. Nước là một trong những chất lỏng ít nhớt nhất, vì các phân tử nước chuyển động tự do. Khi vật chất ở thể lỏng, nó có nhiều nhiệt năng hơn ở thể rắn.
Chất khí thậm chí có nhiều năng lượng nhiệt hơn và tự do chuyển động hơn chất lỏng; trên thực tế, chúng chiếm toàn bộ vùng chứa mà chúng được lưu trữ. Hơi nước là dạng khí của nước lỏng. Không phải tất cả các hợp chất đều thể hiện cả ba trạng thái của vật chất; carbon dioxide, ví dụ, chuyển đổi giữa thể rắn và thể khí. Đây là cách nó được gọi là đá khô.