Alle stoffen komen voor in drie fasen: vast, vloeibaar en gas. Van water ken je die waarschijnlijk het best. Als je aan water denkt, denk je waarschijnlijk aan de vloeibare vorm, maar je hebt ook vast water (ijs) en gasvormig water (waterdamp).
Als je ijs verwarmt, wordt het vaste water vloeibaar. Verwarm je het vloeibare water verder, dan verdampt het en wordt het gasvormig. Bij afkoeling gebeurt het tegenovergestelde. Als je op een koude wintermorgen naar school fietst, kan het gras wit zijn van de rijp. In de nacht is waterdamp dan veranderd in kleine ijskristallen op de grassprieten.
De temperatuur waarbij een stof van vast naar vloeibaar verandert, noem je het smeltpunt. Het kookpunt is de temperatuur waarbij een stof overgaat van vloeistof naar gas. Elke stof heeft zijn eigen smeltpunt en kookpunt. Bij water ken je ze waarschijnlijk wel: 0 graden Celsius is het smeltpunt en 100 graden Celsius het kookpunt. Maar ook ijzer kan smelten (bij 1538 graden Celsius) en koken (bij 2862 graden Celsius).
Wetenschappers gebruiken voor temperatuur vaak een andere eenheid: kelvin. Het nulpunt van de schaal van Celsius is het smeltpunt van water. Het nulpunt van de kelvinschaal is het absolute nulpunt: -273 °C. Kouder dan 0 K kan het niet worden, omdat de deeltjes van een stof dan volledig stilstaan.
Om graden Celsius om te rekenen naar kelvin, tel je er 273 bij op.
Voorbeeld: 25 °C = 25 + 273 = 298 K.
Om kelvin om te rekenen naar graden Celsius, trek je er 273 van af.
Voorbeeld: 100 K = 100 - 273 = -173 °C.

Stoffen kunnen van fase veranderen. De verschillende faseovergangen hebben namen. In het diagram hierboven kun je ze vinden. De letters s, l en g geven de verschillende fasen aan: s staat voor solid (vast), l voor liquid (vloeibaar), en g voor gas. Je kunt deze letters gebruiken om aan te geven in welke fase een stof zich bevindt. H₂O (s) is bijvoorbeeld ijs, terwijl H₂O (g) waterdamp of stoom is.
Als je nauwkeurig het smeltpunt of kookpunt van een stof meet, kun je bepalen of de stof zuiver is of een mengsel van verschillende stoffen. Zuiver water smelt bijvoorbeeld precies bij 0 °C (273 K). Een bakje met water en smeltend ijs blijft dan ook 0 °C totdat al het ijs gesmolten is.
Bij een mengsel, zoals een waterijsje met suiker erin, begint het smelten al bij een temperatuur die iets onder 0 °C ligt. Tijdens het smelten loopt de temperatuur langzaam op. Dit noem je het smelttraject. Een zuivere stof heeft geen smelttraject, maar een smeltpunt.
Hetzelfde geldt voor het koken: een zuivere stof heeft een vast kookpunt. Een mengsel heeft een kooktraject, waarbij de temperatuur tijdens het koken geleidelijk stijgt.

