À medida que um líquido se aproxima do seu ponto de congelamento, as pequenas partículas de matéria dentro dele, como átomos ou moléculas, sofrem uma diminuição na sua energia cinética média. Isso significa que eles começam a se mover mais lentamente e perdem a capacidade de superar as forças de atração entre eles.

Como resultado, as partículas passam a se organizar em padrões mais fixos e regulares, formando estruturas cristalinas. A formação desses cristais marca a transição da fase líquida para a fase sólida, ou seja, o líquido congela e se transforma em sólido.

Este processo de cristalização normalmente ocorre em todo o líquido quando a temperatura atinge o ponto de congelamento, fazendo com que todo o líquido se solidifique. No entanto, em alguns casos, o processo de congelamento pode começar em pontos de nucleação específicos, tais como impurezas ou superfícies de recipientes, e depois espalhar-se por todo o líquido à medida que mais partículas se ligam aos cristais em crescimento.

O arranjo específico das partículas na estrutura cristalina depende da substância e de suas propriedades moleculares. Diferentes substâncias podem exibir diferentes estruturas cristalinas, levando à formação de fases sólidas distintas com propriedades físicas variadas.