Fase-overgangs-materialen zijn materialen die van vast naar vloeibaar naar gasvormig overgaan en weer terug onder invloed van temperatuur. Een voorbeeld is water dat bij 0°C overgaat van vast naar vloeibaar, en bij 100°C overgaat van vloeibaar naar gasvormig.
Met fase-overgangs-materiaal wordt een materiaal bedoeld dat praktisch inzetbaar is voor opslag van thermische energie. De voor opslag van energie gebruikte faseovergang is de overgang van vast naar vloeibaar en vice versa. Wanneer het materiaal overgaat van de ene fase naar de andere wordt veel energie vrijgegeven of opgenomen. De temperatuur waarbij deze overgang plaatsvindt, is afhankelijk van het materiaal.