Krzepnięcie, znane również jako zamrażanie, jest zmiana fazy materii w wyniku czego powstaje solidny. Zasadniczo dzieje się tak, gdy temperatura a ciekły jest obniżony poniżej punkt zamarzania. Chociaż temperatura krzepnięcia i temperatura topnienia większości materiałów mają tę samą temperaturę, nie dotyczy to wszystkich substancji, więc temperatura krzepnięcia i temperatura topnienia niekoniecznie są to terminy wymienne. Na przykład agar (substancja chemiczna stosowana w żywności i laboratorium) topi się w temperaturze 85 ° C (185 F), ale zestala się od 31 ° C do 40 ° C (89,6 F do 104 F).
Zestalenie jest prawie zawsze egzotermiczny proces, co oznacza, że ciepło jest uwalniane, gdy ciecz zmienia się w ciało stałe. Jedynym znanym wyjątkiem od tej reguły jest krzepnięcie helu w niskiej temperaturze. Energia (ciepło) musi być dodana do helu-3 i helu-4, aby nastąpiło zamrożenie.
W pewnych warunkach ciecz może być chłodzona poniżej swojej temperatury zamarzania, ale nie przechodzi w ciało stałe. Jest to znane jako
przechłodzenie i dzieje się tak, ponieważ większość cieczy krystalizuje w celu zamrożenia. Przechłodzenie może być łatwo zaobserwowane przez ostrożnie marznąca woda. Zjawisko to może wystąpić, gdy brakuje dobrych miejsc zarodkowania, z których może dojść do zestalenia. Zarodkowanie ma miejsce, gdy cząsteczki ze zorganizowanych klastrów. Po zarodkowaniu krystalizacja postępuje do zestalenia.