Embora a maioria das substâncias possa ocorrer em qualquer um dos quatro estágios da matéria (sólido, líquido, gás ou plasma), os fatores que determinam o estado da substância são sua estrutura química e a temperatura. Quando a temperatura aumenta, ela excita as moléculas individuais, fazendo com que se movam mais rápido e se distanciem umas das outras.
O oposto também é verdadeiro, pois diminuir a temperatura desacelera as moléculas e as coloca em um arranjo mais próximo e ordenado.
Embora adicionar ou retirar energia, aumentando ou diminuindo a temperatura da substância, resulte na alteração do estado físico dessa substância, como passar de líquido para gás ou sólido, a forma como as moléculas estão organizadas desempenha um papel importante em qual estado essa substância está a uma determinada temperatura. É por isso que algumas coisas, como água, podem ser líquidas em temperatura ambiente, enquanto outras, como hélio ou oxigênio, podem existir como um gás na mesma temperatura.
Quando uma substância muda de um estado para outro, a mudança é apenas física, pois a mudança de temperatura não tem efeito em sua estrutura química. Por exemplo, a água ainda é H2O, seja água líquida, gelo ou vapor de água.
