Vật chất có thể tồn tại ở ba trạng thái khác nhau: rắn lỏng, khí. Trong vật chất rắn, các nguyên tử hoặc phân tử được xếp gần nhau ở những vị trí cố định. Mặc dù nguyên tử và phân tử trong chất rắn rung động, chúng không di chuyển xung quanh và vượt qua nhau. Do đó, một chất rắn có thể tích cố định và hình dạng cứng.

Nước đá, nhôm, kim cương là những ví dụ tốt về chất rắn. Vật chất rắn có thể là dạng tinh thể, trong đó có nguyên tử hay phân tử ở trong cấu hình với trật tự ở tầm xa và lặp đi lặp lại, hoặc có thể là chất vô định hình, trong đó không có nguyên tử hay phân tử ở tầm xa nào. Muối và kim cương là những ví dụ của các chất rắn tinh thể, những dạng hình học có trật tự rõ ràng của những nguyên tử. Thủy tinh và chất dẻo là chất rắn vô định hình.

Trong vật chất lỏng, các nguyên tử và phân tử được xếp gần nhau như trong vật chất rắn, nhưng chúng có thể di chuyển tự do tương đối với nhau, làm cho các chất lỏng có thể tích cố định nhưng hình dạng không cố định. Các chất lỏng mang hình dạng của bình chứa chúng. Nước, rượu, xăng là những ví dụ điển hình về chất lỏng ở nhiệt độ phòng.

Trong vật chất khí, các nguyên tử và phân tử có nhiều không gian giữa chúng và được di chuyển tương đối với nhau, làm cho các chất khí có thể nén được. Khi bạn ép một quả bóng hoặc ngồi lên một nệm không khí, bạ buộc các nguyên tử và phân tử vào một không gian nhỏ hơn, do đó chúng trở nên gần nhau hơn. Các chất khí luôn luôn mang hình dạng và thể tích của bình chứa chúng. Ví dụ như nitơ, heli, cacbon dioxide (thành phần chính của không khí) ở nhiệt độ phòng.