ماده می تواند چهار فاز داشته باشد. جامد، مایع، گاز و پلاسما به اضافه چند حالت دیگر مثل سیالات بحرانی (critical fluids) و گازهای تبهگن (degenerate gases) (چیزی که بسیار چگال و فشرده است).
معمولاً هنگامی که جامد گرم می شود به مایع تغییر شکل پیدا می کند و در نهایت گاز می شود. برای مثال یخ (آب منجمد شده) وقتی گرم می شود ذوب می شود و به آب مایع تبدیل می شود. هنگامی که آب می جوشد، بخار می شود و به بخار آب تبدیل می شود.
بعضی وقت ها جامد مستقیماً به گاز تبدیل می شود. این فرایند تصعید نامیده می شود. یک مثال از تصعید یخ خشک است. یخ خشک شکل جامد (منجمد شده) دی اکسید کربن است که در دما و فشار معمولی به دی اکسید کربن گازی تبدیل می شود. در دما و فشار معمولی هیچ حالت مایعی از دی اکسید کربن وجود ندارد.
جامد:
جامد ماده ای است که مولکول هایش خیلی نزدیک به یکدیگرند و نمی توانند به اطراف حرکت کنند. به عنوان مثال هایی از جامدات می توان به سنگ ها، چوب و یخ (آب منجمد شده) اشاره کرد.
مایع:
مایع ماده ای است که مولکول هایش نزدیک به یکدیگرند و به کندی به اطراف حرکت می کنند. به عنوان مثال هایی از مایعات می توان آب آشامیدنی، جیوه در دمای اتاق و گدازه (سنگ مذاب) اشاره کرد.
گاز:
گاز ماده ای است که مولکول هایش به طور گسترده ای از هم جدا هستند و آزادانه به اطراف حرکت می کنند و با سرعت های بالا هم حرکت می کنند. به عنوان مثال هایی از گازها می توان از گازهایی که ما تنفس می کنیم ( نیتروژن، اکسیژن و غیره)، هلیوم در بالون ها و بخار آب نام برد.
پلاسما:
پلاسما گازی است که از مخلوط یون هایی که آزادانه شناورند و الکترون های آزاد (با بار منفی) تشکیل شده است. پلاسما هادی جریانات الکتریکی است (رسانا است). پلاسما به وسیله ویلیام کروکس (William Crookes)در سال 1879 کشف شد. انواع بسیار مختلفی از پلاسما وجود دارد. پلاسما در ستارگان ( شامل خورشید) وجود دارد و باد خورشیدی در منظومه شمسی ما از پلاسما ساخته شده.
سیالات بحرانی یا فوق بحرانی
یک سیال فوق بحرانی (بحرانی)، گاز یا مایع زیر فشار شدید است. سیالات فوق بحرانی ویژگی های منحصربفردی دارند، چگالی یک مایع و روانی و تحرک یک گاز. سیالات فوق بحرانی در اعماق داخلی بعضی از سیارات وجود دارند. برای مثال آب فوق بحرانی در اعماق داخل زمین وجود دارد.
گاز تبهگن
گاز تبهگن، گازی فوق فشرده و بسیار متراکم است. مولکول های گاز تبهگن درواقع یکدیگر را لمس می کنند و گاز خیلی شبیه به یک جامد رفتار می کند. بر خلاف گازهایی که در شرایط طبیعی هستند، دما در یک گاز تبهگن به فشار بستگی ندارد. این گازها از قوانین مکانیک کوانتوم پیروی می کنند.
نتیجه تحقیقات جدید درباره حالت های ماده
این موضوع که «جامد، مایع و گاز» تنها صورت های ماده هستند را فراموش کنید چراکه در واقع بیش از 500 فاز از ماده وجود دارد. این شکل از طبقه بندی را یک عضو هیأت علمی دانشگاه شیائو گانگ ون در مقاله مهمی انجام داده است. فیزیک ماده چگال به طور سنتی فازهای ماده را براساس نحوه چینش بلوک های ساختمانی اساسی –معمولاً اتم ها- طبقه بندی می کند. کلید طبقه بندی جدید چیزی است که تقارن یا سیمتری نامیده می شود. برای نمونه مایعات بسیار متقارن هستند این در حالی است که کریستال یخ که فاز دیگری از آب است، کمتر متقارن است.