物理变化

许多元素和化合物在加热时会从固态变为液态或是从液态变为气态，若冷却时则会由气态（或液态）变为液态（或固态）。像是碘或二氧化碳等物质，也可能直接到气态和固态之间转换，称为升华或凝华。

铁磁性材料可以充磁，使其有磁性，此过程可逆，不会改变其化学组成。

许多元素和化合物会组成晶体，例如碳就有许多不同的同素异形体，例如钻石、石墨、石墨烯及富勒烯（其中也包括巴克明斯特富勒烯）。

金属的晶体结构对其物理性质（例如强度和延展性）的影响很大。有许多方式可以调整晶体的结构、形状或大小，例如锤击、辊轧或是加热。

无法互溶的混合物可用静置或是物理筛选的方式分离。不过混合物可能会有一些组成物质没有的特性，例如细沙混合适量的水之后，可以制作沙雕，个别的沙和水都无法组成沙雕，但沙和水混合之后，由于其表面张力影响，会有不同的物理特性。

很多的盐以及部份化合物（例如糖）会溶于水形成水溶液，可以用蒸发的方式进行分离。其他的混合物或是挥发性液体可以用分馏进行分离。

不同金属元素的混合物称为合金，例如黄铜就是铜和锌的合金。不过合金虽是混合物，是物理变化的产物，不容易从其中分离出成份金属，可能需要通过化学处理才能分离。 若合金中含有汞，可以直接将合金加热，使汞气化成为蒸气即可分离。