Die Fusionswärme, auch Fusionsenthalpie genannt, ist die Energiemenge, die benötigt wird, um einen Stoff von einem festen in eine Flüssigkeit umzuwandeln. Hat ein Feststoff einmal die Temperatur erreicht, bei der er schmilzt, steigt seine Temperatur während des Schmelzens nicht weiter an, auch wenn er derselben Wärmequelle ausgesetzt ist. Während des Schmelzens nimmt ein Festkörper weiterhin Energie von seiner Wärmequelle auf, wodurch die zum Schmelzen erforderliche molekulare Veränderung stattfinden kann.
Wenn ein Festkörper erhitzt wird, steigt seine Temperatur an, bis er seinen Schmelzpunkt erreicht. Ist diese Temperatur erreicht, muss dem Festkörper zusätzliche Energie zugeführt werden, um ihn in eine Flüssigkeit zu verwandeln. Die Schmelzwärme bezieht sich auf die Energie, die nach Erreichen der Schmelztemperatur benötigt wird, nicht aber die Energie, die erforderlich ist, um den Feststoff auf seinen Schmelzpunkt zu erhitzen.
Der Prozess der Umwandlung eines Festkörpers in eine Flüssigkeit umfasst mehr als nur die mit dem menschlichen Auge beobachtbare Phasenumwandlung. Auf mikroskopischer Ebene ziehen sich die Moleküle in einem Festkörper gegenseitig an, wodurch sie in einer relativ stabilen Formation verbleiben können. Um einen Festkörper zu schmelzen, müssen die Moleküle voneinander getrennt werden, wodurch der Stoff zusätzliche Energie erhalten muss. Die beim Schmelzen zugeführte Energie wird von den Molekülen als potentielle Energie und nicht als kinetische Energie gespeichert, da die konstante Temperatur während des Schmelzens bedeutet, dass die Bewegung der Moleküle zu diesem Zeitpunkt nicht zu- oder abnimmt.
Nachdem die Substanz vollständig in eine Flüssigkeit umgewandelt ist, beginnt ihre Temperatur wieder zu steigen. Dies geschieht bis zum Siedepunkt, zu welchem Zeitpunkt die Temperatur wieder konstant bleibt, während sich die Flüssigkeit in ein Gas umwandelt. Für diese Umwandlung benötigt der Stoff wiederum zusätzliche Energie – diesmal als Verdampfungsenthalpie bezeichnet. Die Temperatur bleibt beim Wechsel zwischen den Aggregatzuständen fest, flüssig und gasförmig immer konstant.
Die zum Schmelzen eines Festkörpers erforderliche Schmelzwärme hängt stark von der Stärke der molekularen Bindung ab, so dass unterschiedliche Stoffe unterschiedlich viel Schmelzwärme benötigen, um sich in Flüssigkeiten umzuwandeln. So wird beispielsweise zum Schmelzen von Blei weniger Energie benötigt als zum Schmelzen von Eis zu flüssigem Wasser. Dies liegt daran, dass die Schmelzwärme nicht die Temperatur berücksichtigt, die erforderlich ist, um den Stoff auf seinen Schmelzpunkt zu bringen, sondern nur als die Wärmemenge gemessen wird, die benötigt wird, um den Stoff vollständig in eine Flüssigkeit umzuwandeln, sobald er seinen Schmelzpunkt erreicht hat.