À mesure qu’un liquide approche de son point de congélation, les minuscules particules de matière qu’il contient, telles que des atomes ou des molécules, subissent une diminution de leur énergie cinétique moyenne. Cela signifie qu'ils commencent à se déplacer plus lentement et perdent la capacité de surmonter les forces d'attraction entre eux.

En conséquence, les particules commencent à s’organiser selon des motifs plus fixes et réguliers, formant des structures cristallines. La formation de ces cristaux marque le passage de la phase liquide à la phase solide, ou en d'autres termes, le liquide gèle et se transforme en solide.

Ce processus de cristallisation se produit généralement dans tout le liquide lorsque la température atteint le point de congélation, provoquant la solidification de tout le liquide. Cependant, dans certains cas, le processus de congélation peut commencer à des points de nucléation spécifiques, tels que des impuretés ou des surfaces de récipients, puis se propager dans le liquide à mesure que davantage de particules s'attachent aux cristaux en croissance.

La disposition spécifique des particules dans la structure cristalline dépend de la substance et de ses propriétés moléculaires. Différentes substances peuvent présenter différentes structures cristallines, conduisant à la formation de phases solides distinctes présentant des propriétés physiques variables.