As substâncias nemáticas exibem um estado único de organização conhecido como fase ou fase nemática. Nesta fase, as moléculas dentro da substância alinham-se numa direcção preferida, mas as suas posições carecem da ordem posicional característica dos cristais. As substâncias nemáticas distinguem-se pelas suas propriedades anisotrópicas, o que significa que as suas propriedades físicas variam dependendo da direção.

Os cristais líquidos, que são frequentemente as substâncias nemáticas mais conhecidas, demonstram este comportamento anisotrópico de forma proeminente. Na sua fase nemática, os cristais líquidos apresentam birrefringência, onde dividem um feixe de luz incidente em dois raios com polarizações diferentes. Esta propriedade encontra aplicações em vários dispositivos ópticos, como monitores de cristal líquido (LCDs).

Além dos cristais líquidos, existem outras substâncias nemáticas em diferentes formas. Por exemplo, os polímeros nemáticos consistem em moléculas longas, semelhantes a bastonetes, alinhadas paralelamente umas às outras, formando domínios ordenados dentro da matriz polimérica. Esses polímeros nemáticos são utilizados em diversas aplicações, como reforço de fibras, compósitos leves e materiais ópticos.

As fases nemáticas não são exclusivas dos materiais orgânicos. Eles também podem ser observados em certos sistemas inorgânicos, como suspensões de partículas em forma de bastonete ou moléculas anisotrópicas em um solvente. Essas suspensões nemáticas apresentam propriedades semelhantes às dos cristais líquidos e são utilizadas em áreas como tecnologias de exibição e detecção.

No geral, as substâncias nemáticas abrangem uma ampla gama de materiais caracterizados pelas suas propriedades anisotrópicas e pela orientação preferida das suas moléculas. Eles têm importância significativa em vários campos, incluindo óptica, ciência de materiais e tecnologia de exibição.