固態
粒子（包括離子、原子或者分子）都是緊密排列。粒子之間有很強的吸力，所以只能在原位震動。因而令固體擁有穩定、固定形狀和固定容量的特性，只有因施力而切斷或打碎時才可改變它的形狀。在晶體固體中，粒子（包括原子、分子、和離子）都是以三維空間的結構排列，而同一種物質可以排列成不同形式晶體結構。例如鐵在912℃下是面心立方，912℃至1394℃之間便是體心立方。又例如冰，世上已知有關冰的晶體結構有15種，這15種的固體物質狀態分別存在于不同的溫度和壓力之下。在物質狀態的轉變過程中，固體會透過融化變成液體，相反液體會凝固成固體。如果由固體直接轉變為氣體，例如在大氣壓力下的CO2，稱之為升華，反之則是凝華。
嚴格地說，物理上的固態應當指“結晶態”，也即各種晶體所具有的狀態。最常見的晶體是食鹽，由許多立方形晶體構成。還有許多顏色、形狀各異的規則晶體。物質在固態時的突出特征是有一定的體積和幾何形狀，物理性質具有各向異性。有一定的熔點，熔化時溫度不變。
在固體中，分子或原子有規則地排列。每個分子或原子在各自固定的位置上振動。晶體的這種結構稱為空間點陣結構。
液態
在溫度和氣壓是常數的情況下，液體的容量是固定的。當固體加熱到熔點之上時，便會成為液體。內分子（內原子或者內離子）之間的力仍然不可忽略，但分子有足夠的能量，因而可以有相對運動，結構亦是流動的。液體的形狀是不定的，由容器的形狀來決定。一般情況下液體的容量會比它在固體時要大，水（H2O）是一個反例，因為水從0℃—4℃下密度上升并達到頂點。而物質以液體存在的最高溫度和最高壓力分別名為臨界溫度和臨界壓力。
液體有流動性，與固體不同，液體還有各向同性特點（不同方向上物理性質相同），因為物體由固態變成液態的時候，由于溫度的升高使得分子或原子運動劇烈，不可能再保持原來的固定位置，于是產生流動。這時分子或原子間的吸引力還比較大，使它們不至分散遠離，因此液體有一定的體積。在液體內部的小區域內仍存在類似晶體的結構——“類晶區”。流動性是“類晶區”彼此間可以移動形成的。
氣態
在氣態中，分子擁有足夠多的動能，因而內分子力的影響相對減少（對于理想氣體是0），分子之間的距離也較遠。氣體并沒有限定的形狀和容量，但是它會占據整個密封的容器。液體可以透過在常壓下加熱到沸點或者在常溫下加壓而轉變成氣體。當氣體溫度低過臨界溫度時，這種氣體稱為蒸氣，可以單獨透過加壓而變成液體。如果氣體的壓力等同液體的蒸氣壓，兩者便可達致平衡，固體也是如此。當一種氣體的溫度和氣壓分別超越自身的臨界壓力及臨界溫度時便成為超臨界流體，它擁有氣體的特性，同時是一種高密度的溶劑，因此而工業中有不少用途。例如超臨界二氧化碳可用透過超流體抽取法去抽取咖啡因，從而制造出脫咖啡因的咖啡。
液體加熱會變成氣態。這時分子或原子運動更劇烈，“類晶區”不復存在。由于分子或原子間的距離增大，它們之間的引力可以忽略，因此氣態主要表現為分子或原子各自的無規則運動，導致氣體特性有流動性，沒有固定的形狀和體積，容易壓縮；物理性質具有各向同性。