En af materiens egenskaber er dens tilstand. Stater i sagen omfatte solid, væske eller gas faser. Ved høje tryk og lave temperaturer er stoffet i den faste fase. Ved lavt tryk og høj temperatur er stoffet i gasfasen. Væskefasen vises mellem de to regioner. I dette diagram er punkt A i det faste område. Punkt B er i væskefasen og punkt C er i gasfasen.
Linjerne på et fasediagram svarer til skillelinierne mellem to faser. Disse linjer er kendt som fasegrænser. På et punkt på en fasegrænse kan stoffet være i den ene eller den anden fase, der vises på hver side af grænsen. Disse faser findes i balance med hinanden.
Der er to interessepunkter på et fasediagram. Punkt D er det punkt, hvor alle tre faser mødes. Når materialet har dette tryk og temperatur, kan det eksistere i alle tre faser. Dette punkt kaldes tredobbelt punkt.
Det andet interessepunkt er, når trykket og temperaturen er høje nok til at være ude af stand til at fortælle forskellen mellem gas- og væskefaserne. Stoffer i dette område kan antage egenskaber og opførsel af både gas og væske. Denne region er kendt som den superkritiske væskeregion. Det minimale tryk og temperatur, hvor dette sker, punkt E på dette diagram, er kendt som det kritiske punkt.
Nogle fasediagrammer fremhæver to andre interessepunkter. Disse punkter opstår, når trykket er lig med 1 atmosfære og krydser en fasegrænselinje. Temperaturen, hvor punktet krydser den faste / væskegrænse kaldes det normale frysepunkt. Temperaturen, hvor punktet krydser væske / gasgrænsen kaldes det normale kogepunkt. Fasediagrammer er nyttige til at vise, hvad der vil ske, når trykket eller temperaturen bevæger sig fra et punkt til et andet. Når stien krydser en afgrænsningslinje, sker der en faseændring.
Hver grænseovergang har sit eget navn afhængigt af den retning grænsen krydses.
Når man bevæger sig fra den faste fase til den flydende fase over den faste / væskegrænse, smelter materialet.
Når man bevæger sig i den modsatte retning, væskefase til fast fase, fryser materialet.
Når man bevæger sig mellem faste og gasfaser, gennemgår materialet sublimering. I den modsatte retning, gas til faste faser, gennemgår materialet afsætning.
Skift fra flydende fase til gasfase kaldes fordampning. Den modsatte retning, gasfase til væskefase, kaldes kondensation.
Der er andre faser af stof, såsom plasma. Disse har dog en tendens til ikke at blive inkluderet i fasediagrammer, fordi der kræves særlige betingelser for at danne disse faser.
Nogle fasediagrammer indeholder yderligere oplysninger. For eksempel kan et fasediagram for et stof, der danner en krystal, indeholde linjer, der angiver de forskellige mulige krystalformer. Et fasediagram for vand kan omfatte temperaturer og tryk, ved hvilket is danner orthorhombiske og hexagonale krystaller. Et fasediagram for en organisk forbindelse kan omfatte mesofaser, som er mellemfaser mellem et fast stof og en væske. Mesofaser er af særlig interesse for flydende krystalteknologi.
Mens fasediagrammer ved første øjekast ser enkle ud, indeholder de et væld af oplysninger om materialet for dem, der lærer at læse dem.