相变（changes of phase）是系统中的物质从一个相转变为另一个相的过程。当温度（或比容）、压力发生改变时，可以引起相变。固体相经过加热，可以变为液体相，这种过程称为融解，相反过程称为凝固；从液体相变为气体相的过程称为蒸发，相反的过程称为凝结；固体相不经过液体相而直接变为气体相的过程称为升华，相反过程称为凝华。水在作相变时，必定会释放或吸收热量，称此为潜热，按相交特点，分别有凝结（蒸发）潜热，凝华（升华）潜热，凝固（融解）潜热等。在0℃时，一克水的凝结、凝华与凝固的潜热分别为：2484．0J，333． 7J， 2834． 5J。在积云对流过程中，有大量的凝结潜热释放，它是引起中小尺度系统发生发展的一种主要能源，也是引起大尺度天气形势变化的主要因于。

相变时，如体积变化并伴有相变潜热，则称为一级相变。例如单元系固、液、气三相的相互转变或几个固相间的相互转变皆属一级相变。另一类相变，在相变时体积不发生变化，也不伴有相变潜热，只是热容量、膨胀系数、压缩系数这三者发生突变，这类相变称为二级相变。例如，铁磁性物质在温度升高时转变为顺磁性物质；氦在温度降低时由正常氦转变为超流性氦等。