Maddenin, katı, sıvı, gaz ve plazma olmak üzere dört hali vardır. Gündelik hayatta maddeler genel olarak katı, sıvı ya da gaz halinde bulunur, ancak Dünya dışında, evrendeki maddenin %99'u plazma (iyonlaşmış gaz) halindedir. Madde, istenildiğinde ortam şartları elverişli hale getirilerek bir halden diğerine dönüştürülebilir.

Katı
Maddenin katı hali belirli bir şekle ve hacme sahiptir. Katı maddeyi oluşturan atom ve moleküller birbirine çok yakındır. Aralarındaki boşluklar çok azdır. Atom ve moleküller arasında bir düzenlilik vardır.

Sıvı
Maddenin sıvı hali, belirli bir şekle sahip değildir. Sıvılar akışkan olduklarından bulundukları kabın şeklini alır. Sıvı halde atom veya moleküller katılardan daha düzensiz olup tanecikler arası boşluklar katılardan daha fazladır.

Gaz
Atom veya molekülleri arasında boşlukların çok olduğu durumdur. Gaz tanecikleri düzensiz olarak hareket ederler. Bu hareketleri sırasında gaz molekülleri birbiri ile homojen olarak karışabilirler. Bunların yayılmaları hissedilebilir veya gözle takip edilebilir. Bir odaya damlatılan bir kolonyanın kokusu kısa sürede hissedilirken, bir sigara dumanının yayılması da gözle takip edilebilir. Gazların belirli bir şekil ve hacimleri yoktur. Konuldukları kabı dolduracak şekilde genleşerek kabın şeklini ve hacmini alırlar.

Plazma
Gaz halindeki maddeye enerji vermeye devam edersek, atomların dış kabuklarındaki elektronlar atomdan ayrılmaya başlar. Bu durumda madde, artı ve eksi yüklü parçacıklardan oluşan yüksek enerjili bir gaz haline gelir. Artı ve eksi yükler, birbirlerini çekmelerine rağmen, birleşerek nötr bir atom oluşturamazlar çünkü parçacıkların kinetik enerjileri, aralarındaki elektrostatik bağ enerjisinden fazladır. Güneş ve diğer yıldızlar (nötron yıldızları hariç) tamamen plazma halindedir. Plazma haline uzay boşluğunda da bolca rastlanır. Uzaydaki plazma çok daha soğuk olmasına rağmen, çok seyreltik olduğu için birleşerek nötr atomlar oluşturma ihtimali düşüktür.

Bir madde farklı sıcaklık ve basınç şartlarında üç halde de bulunabilir. Örneğin, saf su, H2O ile formüle edilir.

* Katı halde buz,
* sıvı halde su
* ve gaz halinde su buharı

şeklinde bulunur.