Die Aggregatzustände sind die verschiedenen physikalischen Formen, die Materie je nach ihrer molekularen Konfiguration erreichen kann. Die drei klassischen Zustände – fest, flüssig und gasförmig – sind auf der Erde leicht zu beobachten und können von einem in den anderen übergehen. Unter den nicht-klassischen Materiezuständen ist Plasma der am häufigsten vorkommende und macht einen großen Prozentsatz der baryonischen Materie im bekannten Universum aus. Andere nicht-klassische Zustände können starke Ähnlichkeiten mit klassischen aufweisen, spezielle Umweltbedingungen erfordern oder hauptsächlich in der Theorie existieren. Das Bose-Einstein-Kondensat, einer der frühesten bestätigten theoretischen Zustände, wird weithin als fünfter Primärzustand der Materie nach den drei klassischen und dem Plasma akzeptiert.
Der Aggregatzustand eines Objekts hängt weitgehend von der Stärke und dem Charakter seiner intermolekularen Kräfte ab. In Festkörpern zum Beispiel sind die Kräfte stark genug, um Partikel eng zusammenzupacken und Vibrationen als einzige Bewegungsform zuzulassen. Dadurch können Festkörper bestimmte Formen und Volumina erreichen. Flüssigkeiten hingegen haben schwächere intermolekulare Kräfte, die die Teilchen zusammenziehen. Flüssigkeiten haben keine bestimmte Form; sie folgen der Form ihrer Behälter und nehmen so viel Platz ein, wie ihr Volumen es zulässt. Die intermolekularen Kräfte von Gasen sind noch schwächer als die von Flüssigkeiten, was zu einer Form führt, die sich unabhängig vom Volumen der Gase über den gesamten Behälter ausdehnt.
Die drei klassischen Aggregatzustände können mit Hilfe von Wärme und Druck von einem in den anderen übergehen. Der Prozess, bei dem Feststoffe flüssig werden, wird als Schmelzen bezeichnet, während der umgekehrte Vorgang als Gefrieren oder Erstarren bezeichnet wird. Dies wird oft mit Wasser veranschaulicht – in seinem flüssigen Zustand kann Wasser zu Eis eingefroren werden, einem Feststoff, der anschließend wieder zu flüssigem Wasser geschmolzen werden kann. Mit genügend Hitze und Druck können Flüssigkeiten durch einen Prozess, der als Verdampfung bekannt ist, zu Gasen werden. das Gegenteil davon wird als Kondensation bezeichnet. Feststoffe können durch Sublimation direkt in Gase übergehen, während Gase durch Abscheidung zu Feststoffen werden können.
Obwohl die klassischen Materiezustände auf der Erde häufig beobachtet werden, macht Plasma den größten Teil der Materie in Sternen aus. Plasma ist ein ionisiertes Gas, das im Gegensatz zum klassischen Zustand elektromagnetische Ströme erzeugt. Bose-Einstein-Kondensate, benannt nach Satyendra Nath Bose und Albert Einstein, sind Gase, die bis zu einem Punkt abgekühlt sind, an dem die Teilchen aufhören, unabhängig zu wirken, was zu einem singulären, reibungsfreien Quantenzustand führt. Außerhalb dieser fünf Hauptzustände der Materie theoretisieren Wissenschaftler über zahlreiche andere, wie zum Beispiel seltsame und dunkle Materie. Gläser und Flüssigkristalle, unter anderem, gelten als unterschiedlich genug von den fünf, um als nicht-klassische Aggregatzustände ihrer eigenen Meinung nach klassifiziert zu werden.