Çoğu katı, sıvı ve gaz ısındığında genleşir, çünkü maddeyi oluşturan moleküller daha hızlı hareket eder, bu da her bir molekül arasında daha fazla mesafe kalmasını sağlar. Maddenin bu özelliği çoğu durumda maddenin durumuna bakılmaksızın geçerlidir. Bu genel kuralın istisnaları vardır; örneğin su, sıvıdan katı forma geçtiğinde genişler.
Sıcaklığın kendisi, bir maddedeki enerji seviyesinin bir ölçüsüdür. Bu enerji, maddedeki moleküllerin hareket hızı ile ilişkilidir. Mutlak sıfırın üzerindeki herhangi bir sıcaklıkta, bir maddedeki moleküller hareket eder. Sıcaklık arttıkça, moleküller daha hızlı hareket etmeye başlar. Moleküller ne kadar hızlı hareket ederse, moleküller arasındaki ortalama mesafe o kadar artar. Sıcaklık yeterince yükselirse, malzeme katı halinden sıvı haline dönüşür. Bir sıvının molekülleri, katı olduklarından birbirlerinden daha uzakta olduklarından, bir kapta olmadığı sürece, sıvı şeklini korumaz. Sıcaklık daha da yükselirse, moleküller daha hızlı hareket eder ve daha da yayılır. Bu noktada, madde şeklini korumak için bir kabı da gerektiren bir gaz haline gelir.
