Wanneer een stof bevriest, vertragen de moleculen in de stof en worden ze beter geordend. Dit betekent dat de moleculen minder energie hebben om rond te bewegen, wat betekent dat de thermische energie van de stof afneemt.

De hoeveelheid thermische energie die vrijkomt wanneer een stof bevriest, wordt de smeltwarmte genoemd. De smeltwarmte is een maatstaf voor de hoeveelheid energie die nodig is om de bindingen tussen de moleculen in een stof te verbreken en ze in staat te stellen nieuwe bindingen in de vaste toestand te vormen.

De smeltwarmte van een stof is voor verschillende stoffen verschillend. De smeltwarmte van water is bijvoorbeeld 334 J/g, terwijl de smeltwarmte van ijs 600 J/g is. Dit betekent dat het meer energie kost om ijs te smelten dan om water te smelten.

De smeltwarmte wordt ook beïnvloed door de druk van de stof. De smeltwarmte van water bij atmosferische druk is bijvoorbeeld 334 J/g, terwijl de smeltwarmte van water bij een druk van 1000 atmosfeer 374 J/g is. Dit betekent dat het meer energie kost om ijs bij een hogere druk te smelten dan om ijs bij een lagere druk te smelten.