O congelamento de um líquido em um sólido é um processo que ocorre quando a temperatura do líquido é reduzida até o ponto em que as forças de atração entre as moléculas se tornam fortes o suficiente para mantê-las em uma posição fixa. Esta mudança de estado é acompanhada por uma liberação de calor, conhecida como calor de fusão.

À medida que a temperatura de um líquido diminui, as moléculas diminuem a velocidade e ficam mais compactadas. As forças atrativas entre as moléculas, como ligações de hidrogênio, forças de van der Waals e ligações iônicas, tornam-se mais fortes e começam a superar a energia cinética das moléculas, que é a energia do seu movimento.

Quando as forças atrativas se tornam fortes o suficiente para superar a energia cinética, as moléculas não são mais capazes de se mover livremente e ficam presas em uma posição fixa. É isso que faz com que o líquido se transforme em sólido. A fase sólida tem forma e volume definidos, e as moléculas estão dispostas em um padrão regular.

O ponto de congelamento de um líquido é a temperatura na qual as fases líquida e sólida estão em equilíbrio. A esta temperatura, a taxa de congelamento é igual à taxa de fusão e não há variação líquida na quantidade de fases sólidas e líquidas.