Gli stati della materia sono le diverse forme fisiche che la materia può raggiungere a seconda della sua configurazione molecolare. I tre stati classici – solido, liquido e gas – sono facilmente osservabili sulla Terra e possono passare dall’uno all’altro. Tra gli stati non classici della materia, il plasma è il più abbondante, rappresentando una grande percentuale della materia barionica nell’universo conosciuto. Altri stati non classici possono presentare forti somiglianze con quelli classici, richiedere condizioni ambientali specifiche o esistere principalmente in teoria. Il condensato di Bose-Einstein, uno dei primi stati teorici confermati, è ampiamente accettato come il quinto stato primario della materia, dopo i tre classici e il plasma.
Lo stato della materia di un oggetto dipende in gran parte dalla forza e dal carattere delle sue forze intermolecolari. Nei solidi, ad esempio, le forze sono abbastanza forti da impacchettare le particelle strettamente insieme, consentendo la vibrazione come unica forma di movimento. Di conseguenza, i solidi sono in grado di raggiungere forme e volumi definiti. I liquidi, d’altra parte, hanno forze intermolecolari più deboli che attirano le particelle insieme. I liquidi non hanno una forma definita; seguono la forma dei loro contenitori e riempiono tanto spazio quanto i loro volumi consentono. Le forze intermolecolari dei gas sono ancora più deboli dei liquidi, determinando una forma che tende ad espandersi in tutto il contenitore, indipendentemente dal volume dei gas.
I tre stati classici della materia possono passare dall’uno all’altro con l’aiuto del calore e della pressione. Il processo attraverso il quale i solidi diventano liquidi è noto come fusione, mentre il contrario è noto come congelamento o solidificazione. Questo è spesso illustrato con l’acqua: allo stato liquido, l’acqua può essere congelata in ghiaccio, un solido, che può successivamente essere sciolto nuovamente in acqua liquida. Con abbastanza calore e pressione, i liquidi possono diventare gas attraverso un processo noto come vaporizzazione; il cui contrario è noto come condensazione. I solidi possono trasformarsi direttamente in gas tramite sublimazione, mentre i gas possono diventare solidi tramite deposizione.
Sebbene gli stati classici della materia siano comunemente osservati sulla Terra, il plasma costituisce la maggior parte della materia nelle stelle. Il plasma è un gas ionizzato che, a differenza dello stato classico, genera correnti elettromagnetiche. I condensati di Bose-Einstein, che prendono il nome da Satyendra Nath Bose e Albert Einstein, sono gas raffreddati fino a un punto in cui le particelle smettono di agire indipendentemente, risultando in uno stato quantico singolare e senza attrito. Al di fuori di questi cinque stati principali della materia, gli scienziati teorizzano su numerosi altri, come la materia strana e oscura. Bicchieri e cristalli liquidi, tra gli altri, sono considerati abbastanza diversi dai cinque per essere classificati come stati della materia non classici a sé stanti.