Les boules de naphtalène sont sublimes car elles ont une pression de vapeur élevée à température ambiante. Cela signifie que les molécules de naphtalène sont capables de s’échapper de la phase solide et de passer dans la phase gazeuse sans fondre au préalable. Le processus de sublimation est piloté par la différence d’énergie libre des phases solide et gazeuse. À température ambiante, l’énergie libre de la phase gazeuse est inférieure à celle de la phase solide, de sorte que les molécules de naphtalène auront tendance à s’échapper du solide et à passer dans la phase gazeuse.

Le taux de sublimation augmente avec l'augmentation de la température. En effet, plus la température est élevée, plus la différence d’énergie libre entre les phases solide et gazeuse est grande. Le taux de sublimation augmente également avec l’augmentation de la surface. En effet, plus la surface est grande, plus les molécules de naphtalène pourront s'échapper du solide et passer dans la phase gazeuse.

Les boules de naphtalène sont souvent utilisées comme répulsif contre les mites car elles libèrent un gaz toxique pour les mites. Le gaz est également toxique pour les humains, il est donc important d'utiliser des billes de naphtalène dans un endroit bien ventilé.