物质有固态、液态、气态三种状态，温度的变化能使三态之间相互变换。在这方面，我国古代获得了丰富的知识。
古代炼丹家通过自己的实践，在物质三态方面积累了很多知识。另外，人们对在日常生活中水、冰、水气，以及自然界中雨雪露霜等现象也作出某种解释。
据记载，炼丹有“火法”和“水法”。“火法”包括：“煅”，即长时间的高温加热；“炼”，即干燥物质的加热；“炙”，即局部烘烤；“熔”，即加热熔解；“抽”，即蒸馏；“飞”，即升华；“伏”即加热使药物变性。
“水法”包括：“化”，即溶解；“淋”，即用水溶解固体物质的一部分；“封”即封闭反应物质长时间地静置；“煮”，即物质在大量的水中加热；“熬”，即有水的长时间高温加热；“养”，即长时间的低温加热；“浇”，即倾出溶液，让它冷却；“渍”，即用冷水从容器外部降温。此外还有“酿”、“点”以及过滤、再结晶等方法。
在这么多过程中，物质状态有各种各样的变化，必然要积累大量的知识。在日常生活中，最常见的物态变化，是水、冰、水气三者之间的变化。对于气、水之间的变换，远在先秦的《庄子》、《礼记》等书已有“积水上腾”、“下水上腾”等说法。
“上腾”指的是水的蒸发，即气化。对于水气凝结成水的过程也是十分注意的。自从春秋战国以来，和“阳燧取火于日”，相配对的有所谓“方诸取水于月”。
“方诸”有不同的说法，有说是“大蛤”，有说是铜盘，有说是方解石，总之是一个对水不浸润的物体，夜晚把它放在露天，结上露水。
为什么说要“方诸取水于月”，大概是因为既是有月，必是无云，地表没有隔热层，热量易于发散，气温容易下降，到了露点之下，可以得到露水。
这样取得的露水，叫做“明水”，据说有神奇的功效，汉武帝很喜欢饮用这种水，并名之为“甘露”。
这个“方诸取水”在古代是十分郑重的事，所以人们要进行研究，从中得到不少关于凝结方面的知识。
晋代张华的《博物志》记载了一个有关气化的实验：油水混合物在受热过程中，由于沸点不同，水先沸腾，犹如冒烟，当水气化完毕，则无烟。加热停止，油不再沸腾，此时如加水，由于油温尚高，水即急极气化，又见焰起；气化完毕，也就“散卒而灭”了。
张华对这个过程观察得很仔细，记载得也很具体，并说曾“试之有验”，肯花工夫动手实验，难能可贵。当然，记录中错误地把上升的水汽、烟、焰三者混淆，又说油温下降时“可内手搅之”，也未免有些夸张。
至于冰、水之间的融解、凝固，更是人们常见的。《考工记》就指出：水有时以凝，有时以泽，这是自然现象。这一观点把温度高低与状态变化联系起来。从上述这些记载中我们能够发现，古人无疑获得了许多物态变化的知识。而有了这方面的知识，就无怪乎能对雨雪露霜等现象作出某种解释。雨雪的形成，是很有代表性的物态变化过程：地面上的水，蒸发而为水气，升到高空积而为云，当温度下降而又有了凝聚核心的时候，就会凝结为水滴；达到一定重量时，下降而为雨；如温度低至零度以下，再加其他气象条件，则凝为固态的雪或霰、雹等。我国古代劳动人民对这个过程有过某些探索。例如，汉代董仲舒解释雨、霰、雪的成因时说：阴气之水受阳气之日光的照射，蒸发上升，处于“若有若无、若实若虚”之状。接着指出，雨、雪、霰就是水汽遇冷在不同条件下凝结而成。这些解释虽然也有错误的地方，但总的说来，是根据温度的升降而引起物态变化的道理，大方向是正确的。在这一段叙述中，把蒸发、液化、凝固三种过程都说上了，确实是很有意义的。
后来，唐代的丘光庭和宋代的朱熹，都用煮饭作比喻，说明雨的成因。朱熹所说的大意是：雨的形成，就好像煮饭时，水凝结在盖子上，落下来便是水滴，相当于雨。
这个说明不但很具体生动，而且也很大胆，居然敢把某些人视为上帝旨意的现象，比作为煮饭。这也说明朱熹确实对于气化、液化这些过程有较深刻的了解。
露与霜的成因，又有不同。地面上的空气中含有水汽，当水汽的含量达到饱和时就会凝结出水滴来，这就是露；如果地表气温低至零摄氏度或零度以下，则水汽直接凝结为固体，即为霜。所以露与霜，都是在地面空气中直接形成的，并不是从高空下降的。
远在周代《诗经》里，就有“白露为霜”的诗句，说明当时人们已经认识到霜就是固态的露。东汉时期大文学家蔡邕曾明白地指出：“露，阴液也。释为露，凝为霜。”《五经通义》更直接地说霜是“寒气”凝结出来的，是从地面上来，并非从天空下降的。
关于这一点，朱熹也曾指出，古代的人说露凝结而为霜，现在观察下来，那是确实的。但程颐说不是，不知什么道理。古人又说露是“星月之气”，那是不对的。高山顶上天气虽然晴朗也没有露，露是从地面蒸发上来的。
看来，朱熹对别人讲过的话，既不一概是之，也不一概非之，而是根据自己的观察，摆事实，讲道理，这是科学的、实事求是的态度。
正因为人们懂得了霜的成因，所以也就有办法对付它。
南北朝时期的贾思勰在《齐民要术》一书中总结了许多科学知识，其中就有关于防止霜冻的办法：“天雨新晴，北风寒彻，是夜必有霜。此时放火作煴，少得烟气，则免于霜矣。”
这几句话很切合物态变化的道理。天雨刚晴，地面空气湿度必大。入夜后地面热量发散，温度降低，又遇冷风，气温易低至零摄氏度以下，空气中的水汽即凝为固态的霜。
如在田野上烧些柴草，一则发热提高气温；二则使地面蒙上一层烟尘，可以隔热，不使地面热量发散，保证温度不至降至零度以下，那就不会有霜了。这种行之有效的防霜办法，为历代广大农村所沿用。