När en vätska närmar sig sin fryspunkt upplever de små partiklarna av materia i den, såsom atomer eller molekyler, en minskning av sin genomsnittliga kinetiska energi. Detta innebär att de börjar röra sig långsammare och förlorar förmågan att övervinna attraktiva krafter mellan dem.

Som ett resultat börjar partiklarna organisera sig i mer fasta och regelbundna mönster och bildar kristallina strukturer. Bildandet av dessa kristaller markerar övergången från den flytande fasen till den fasta fasen, eller med andra ord, vätskan fryser och förvandlas till en fast fas.

Denna kristallisationsprocess inträffar vanligtvis i hela vätskan när temperaturen når fryspunkten, vilket gör att hela vätskan stelnar. Men i vissa fall kan frysningsprocessen börja vid specifika kärnbildningspunkter, såsom föroreningar eller behållarytor, och sedan spridas genom vätskan när fler partiklar fäster vid de växande kristallerna.

Det specifika arrangemanget av partiklar i den kristallina strukturen beror på ämnet och dess molekylära egenskaper. Olika ämnen kan uppvisa olika kristallstrukturer, vilket leder till bildandet av distinkta fasta faser med varierande fysikaliska egenskaper.