Los polímeros que no están estructurados como cristales a nivel molecular cambian de estado con la temperatura de manera diferente a las sustancias cristalinas. La temperatura de transición vítrea es el punto en el que el polímero experimenta un cambio de estado. Los materiales por encima de esta temperatura son generalmente más flexibles y los que están en temperaturas más frías son frágiles porque las moléculas no pueden doblarse o moverse fácilmente a diferentes lugares. La transición vítrea se observa solo en sólidos que no tienen moléculas dispuestas en cristales; estos se denominan amorfos e incluyen vidrio, geles y películas delgadas.
Dependiendo del material, el punto de transición vítrea ocurre a una temperatura diferente, que está relacionada con su capacidad calorífica. Algunos materiales, como el caucho, tienen moléculas tanto cristalinas como amorfas. Las temperaturas para cada uno en un objeto pueden ser diferentes. Las estructuras basadas en cristales se funden a una cierta temperatura, pero las estructuras con ambos tipos de moléculas tienden a fluir durante largos períodos de tiempo. Los componentes amorfos pueden ser fuertes a una temperatura, mientras que las moléculas cristalinas pueden estar en estado fundido si ya han pasado por una transición de fase.
La transición vítrea es diferente de la fusión real, porque no hay calor latente para absorber los aumentos de temperatura. A diferencia de una sustancia en fusión, un polímero en transición continuará calentándose a medida que se cruza la temperatura de transición. No obstante, la capacidad calorífica del polímero aumenta, por lo que el proceso al que se somete se denomina transición de segundo orden. En cambio, las estructuras cristalinas absorben calor y no aumentan de temperatura mientras se derriten.
Si se doblara físicamente, un objeto se flexionaría como un trozo de goma cuando está por debajo del punto de transición vítrea. También podría permanecer sólido si los enlaces moleculares son lo suficientemente fuertes para resistir la fuerza. Los objetos con moléculas no tan fuertes se romperán o se romperán por debajo de la temperatura de transición vítrea. Los tableros de instrumentos de plástico de los automóviles, así como los paneles de plástico, a menudo reaccionan de manera similar con los cambios de temperatura.
Los materiales amorfos requieren una cierta cantidad de energía térmica para cambiar su estructura molecular. La transición vítrea depende de la energía necesaria para cambiar el estado de un material en particular. El fenómeno es diferente de la fusión también porque no es tan evidente. Los materiales a menudo no muestran las propiedades asociadas después de la transición vítrea a menos que se les aplique una fuerza. Sin embargo, el derretimiento es visualmente aparente y tiene un efecto más dramático, como cuando un cubo de hielo cristalino se derrite en agua que fluye fácilmente a través de una superficie.