Embora as mudanças físicas e químicas possam resultar em uma mudança de estado, como de líquido para gasoso ou sólido, os dois processos são completamente diferentes. Em uma mudança física, a matéria simplesmente sofre uma mudança de estado, como por congelamento ou sendo dissolvido em água.
No entanto, as moléculas reais na substância permanecem quimicamente idênticas, apesar desta mudança. Isso é o oposto de uma mudança química, onde as moléculas passam por uma reação química que forma novas substâncias químicas. Este processo não é reversível, pois a estrutura química real dos vários átomos foi alterada, ao contrário de uma mudança física, que sempre pode ser revertida. Nas mudanças químicas, os átomos da substância sempre se separam ou se unem para formar novos compostos.
Por exemplo, a água também pode ser fervida para criar vapor ou congelada para criar gelo, mas cada uma dessas substâncias ainda tem a mesma composição química, H20. No entanto, quando a gasolina é queimada, o resultado são duas novas substâncias, dióxido de carbono e vapor d'água. Da mesma forma, quando o ferro é exposto ao oxigênio, os dois reagem para formar óxido de ferro, ou ferrugem. Embora as camadas de ferro por baixo da ferrugem ainda sejam puras, a mudança química na superfície é permanente, pois o óxido de ferro não pode ser transformado novamente em ferro puro.
