O lítio tem um ponto de ebulição de 1.342 graus Celsius e um ponto de congelamento de 180,5 graus Celsius. Devido ao alto ponto de congelamento do lítio, ele existe como um sólido em temperatura ambiente.
O ponto de congelamento do lítio é igual ao seu ponto de fusão. É onde as fases sólida e líquida do lítio existem em equilíbrio. Embora o ponto de fusão do lítio seja muito baixo em comparação com muitos dos metais de transição, ele é o mais alto de todos os metais alcalinos. Para efeito de comparação, o sódio tem um ponto de fusão de 97,7 graus Celsius, enquanto o hidrogênio tem um ponto de fusão de 259,1 graus Celsius negativos, que é próximo ao zero absoluto.