在化學、熱力學和其他相關領域，相變（或相變）是介質的一種狀態與另一種狀態之間轉變的物理過程。 該術語通常用于指代物質基本狀態之間的變化：固體、液體和氣體，在極少數情況下，還包括等離子體。 熱力學系統的一個相和物質的狀態具有統一的物理性質。 在給定介質的相變過程中，介質的某些特性會因外部條件（例如溫度或壓力）的變化而發生變化。 這可能是一個不連續的變化； 例如，液體在加熱到沸點時可能變成氣體，導致體積突然變化。 對發生轉變的外部條件的識別定義了相變點。

在物質的相變點，例如沸點，所涉及的兩個相 - 液體和蒸汽，具有相同的自由能，因此同樣可能存在。 在沸點以下，液體是兩者中更穩定的狀態，而在沸點以上，氣態更穩定。

有時可以絕熱地（與絕熱地相反）改變系統的狀態，這樣它就可以通過相變點而不經歷相變。 所產生的狀態是亞穩態的，即不如過渡到的狀態穩定，但也不是不穩定的。 例如，這發生在過熱、過冷和過飽和中。

由于溫度和/或壓力的影響，單個組分的固相、液相和氣相之間的常見轉變如下表所示：

其他相變包括：

• 共晶轉變，其中雙組分單相液體冷卻并轉變為兩個固相。 同樣的過程，但從固體而不是液體開始，稱為共析轉變。
• 亞穩態到平衡的相變。 由于較低的表面能而快速形成的亞穩態多晶型物將轉變為平衡相，只要有足夠的熱輸入來克服能量勢壘。
• 包晶轉變，其中雙組分單相固體被加熱并轉變為固相和液相。
• 一種旋節線分解，其中單個相被冷卻并分離成同一相的兩種不同成分。
• 過渡到固體和液體之間的中間相，例如液晶相之一。
• 居里點處磁性材料的鐵磁相和順磁相之間的轉變。
• 不同有序、相稱或不相稱的磁性結構之間的轉變，例如銻化鈰。
• 馬氏體相變是碳鋼中眾多相變之一，是位移相變的典范。
• 晶體結構的變化，例如鐵的鐵素體和奧氏體之間的變化。
• 有序-無序轉變，例如 α-鈦鋁化物。
• 吸附幾何學對覆蓋度和溫度的依賴性，例如氫對鐵 (110) 的依賴性。
• 當冷卻到臨界溫度以下時，某些金屬和陶瓷會出現超導性。
• 不同分子結構（多晶型物、同素異形體或多晶型物）之間的轉變，尤其是固體的轉變，例如無定形結構和晶體結構之間、兩種不同晶體結構之間或兩種無定形結構之間。
• 玻色子流體的量子凝聚（玻色-愛因斯坦凝聚）。 液氦中的超流體轉變就是一個例子。
• 隨著溫度的降低，宇宙早期歷史中物理定律的對稱性破缺。

• 同位素分餾發生在相變過程中，相關分子中輕同位素與重同位素的比例發生變化。 當水蒸氣凝結（平衡分餾）時，較重的水同位素（18O 和 2H）在液相中富集，而較輕的同位素（16O 和 1H）則傾向于氣相。

當系統的熱力學自由能對于某些熱力學變量的選擇（參見相）是非解析的時，就會發生相變。 這種情況通常源于系統中大量粒子的相互作用，并且不會出現在小系統中。 對于溫度不是參數的非熱力學系統，可能會發生相變。 示例包括：量子相變、動態相變和拓撲（結構）相變。 在這些類型的系統中，其他參數代替了溫度。