El litio tiene un punto de ebullición de 1.342 grados Celsius y un punto de congelación de 180.5 grados Celsius. Debido al alto punto de congelación del litio, existe como un sólido a temperatura ambiente.
El punto de congelación del litio es el mismo que su punto de fusión. Es donde las fases sólida y líquida del litio existen en equilibrio. Si bien el punto de fusión del litio es muy bajo en comparación con muchos de los metales de transición, es el más alto de todos los metales alcalinos. Para comparación, el sodio tiene un punto de fusión de 97.7 grados Celsius, mientras que el hidrógeno tiene un punto de fusión negativo de 259.1 grados Celsius, que está cerca del cero absoluto.