熱能收集相變材料具有在一定溫度范圍內(nèi)改變其物理狀態(tài)的能力。以固－液相變?yōu)槔诩訜岬饺刍瘻囟葧r(shí)，就產(chǎn)生從固態(tài)到液態(tài)的相變，熔化的過(guò)程中，相變材料吸收并儲(chǔ)存大量的潛熱；當(dāng)相變材料冷卻時(shí)，儲(chǔ)存的熱量在一定的溫度范圍內(nèi)要散發(fā)到環(huán)境中去，進(jìn)行從液態(tài)到固態(tài)的逆相變。在這兩種相變過(guò)程中，所儲(chǔ)存或釋放的能量稱為相變潛熱。物理狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，材料自身的溫度在相變完成前幾乎維持不變，形成一個(gè)寬的溫度平臺(tái)，雖然溫度不變，但吸收或釋放的潛熱卻相當(dāng)大。

熱能收集相變材料-固相變具備一項(xiàng)很明顯的優(yōu)勢(shì)：
由于對(duì)容器的要求不高，因此帶來(lái)容器設(shè)計(jì)上的靈活性。 相比于固固相變材料， 固氣相變和液氣相變這兩類材料的相變潛熱更大，但是這兩類相變材料具有一個(gè)很明顯的缺點(diǎn)：即在相變過(guò)程中，這兩類相變材料會(huì)伴隨大量氣體的產(chǎn)生，對(duì)容器的氣密性有很高的要求，因此使得容易設(shè)計(jì)很復(fù)雜和不切實(shí)際。雖然固液相變材料的相變焓略微小于氣液相變材料的相變焓，但是氣液相變過(guò)程體積變化是固液相變材料蓄熱過(guò)程中的體積變化的 10 倍。因此相似的相變焓和蓄熱過(guò)程中顯著小的體積變化，使得固液相變材料被認(rèn)為是一種非常具有工業(yè)應(yīng)用價(jià)值的潛熱蓄熱材料。

相變材料實(shí)際上可作為能量存儲(chǔ)器。這種特性在節(jié)能，溫度控制等領(lǐng)域有著極大的意義。有機(jī)相變材料和無(wú)機(jī)相變材料的明顯區(qū)別在于運(yùn)用到建筑材料等方面耐久性和防火性的差異，后者多優(yōu)于前者。

在服裝領(lǐng)域，使用相變材料，將相變材料植入纖維中，可以極大的改變?nèi)藗兊纳钯|(zhì)量，不使用任何能源，可以讓普通衣服變成微空調(diào)。