La mayoría de los sólidos, líquidos y gases se expanden cuando se calientan porque las moléculas que forman la sustancia se mueven más rápidamente, lo que pone más distancia entre cada una de las moléculas. Esta propiedad de la materia es válida independientemente del estado de la materia en la mayoría de los casos. Hay excepciones a esta regla general; el agua, por ejemplo, se expande cuando cambia de forma líquida a sólida.
La temperatura en sí misma es una medida del nivel de energía en una sustancia. Esta energía se correlaciona con la velocidad a la que se mueven las moléculas en el material. A cualquier temperatura por encima del cero absoluto, las moléculas de una sustancia se mueven. A medida que aumenta la temperatura, las moléculas comienzan a moverse más rápido. Cuanto más rápido se mueven las moléculas, mayor es la distancia promedio entre las moléculas. Si la temperatura aumenta lo suficiente, el material se transforma del estado sólido al estado líquido. Debido a que las moléculas de un líquido están más separadas unas de otras que en un sólido, el líquido no mantiene su forma a menos que esté en un recipiente. Si la temperatura aumenta aún más, las moléculas se mueven más rápido y se dispersan aún más. En este punto, la sustancia se convierte en un gas, que también requiere que un contenedor mantenga su forma.
