Nước đóng băng là một ví dụ về sự chuyển pha - sự thay đổi các đặc tính vật lý của một chất khi nhiệt độ hoặc áp suất bị thay đổi. Sự chuyển pha thường đi kèm với sự hấp thụ hoặc giải phóng năng lượng nhiệt: Sự thay đổi năng lượng lớn khi nước đóng băng là thế năng của tương tác giữa các phân tử nước. Trong băng, các phân tử sắp xếp để tiếp xúc theo cách làm giảm năng lượng này.