Si seguimos dando calor al agua líquida así formada, su temperatura comienza de nuevo a aumentar, lo que se traduce en movimientos (ahora de traslación) cada vez más rápidos de sus moléculas. Las más veloces podrán escapar atravesando la superficie líquida y transformándose en gas. Este proceso, llamado evaporación, se intensifica al aumentar la temperatura, pero cuando ésta llega a 100 ºC, toda la masa líquida comienza bruscamente a transformarse en gas formando burbujas en el seno del agua líquida. Estas burbujas ascienden y se desprenden a la atmósfera: decimos que el agua hierve. El proceso se llama ebullición. La evaporación y la ebullición son dos formas diferentes de producirse el cambio de estado de líquido a gas, que se llama vaporización.

La ropa se seca porque el agua que contiene se evapora, pero no hace falta que la prenda esté a 100º C.
En una olla al fuego el agua alcanza los 100º y entra en ebullición.

Este camino desde sólido a gas también puede recorrerse en sentido inverso. En este caso no sólo no es necesario calentar, sino que por el contrario el sistema desprende la misma cantidad de calor que se le dio anteriormente. El cambio de gas a líquido se llama condensación, y el de líquido a sólido, solidificación (en el caso del agua también se llama congelación).

Por último, en algunas ocasiones se dan el cambio directo de sólido a gas, sublimación, y de gas a sólido, sublimación regresiva.