물질의 온도나 압력 등과 같은 외부 변수의 변화로 상이 바뀌는 현상을 말하며 상변화라고도 한다. 상이란 물질의 미시적 구조가 규정된 상태를 가리키며 같은 물질이라도 상이 다르면 물리적, 화학적 성질이 다르다. 기체가 액체로 변하는 액화, 액체가 기체로 변하는 기화, 그리고 고체가 액체의 과정을 거치지 않고 바로 기체로 변하거나 기체가 바로 고체가 되는 승화 등이 있다. 이 밖에도 온도, 압력, 자기장 등의 외적 조건에 따라 변하기도 한다. 광물 사이의 상변화에서는 온도나 압력 등의 외적 조건의 변화에 의해 결정구조가 변화하는 것을 말한다. 지각을 구성하는 광물에서는 저온, 저압에서 안정한 홍주석이 고압에서는 남정석이 되고, 또 고온에서는 규선석이 되는 사실이 알려져 변성암의 연구에 중요한 공헌을 한다. 또한 지구 심부의 깊이 400∼700㎞에 걸쳐 주요 맨틀 구성광물인 감람석이 압력의 증가에 따라 β-스피넬→페로브스카이트+마그네시오우스타이트로 변한다. 광물의 상전이가 일어나면 엔트로피, 밀도, 탄성파속도, 전기전도 등이 불연속으로 변화한다. 홍주석은 상전이로 남정석이 된다.