Quando il calore fornito a una sostanza provoca unicamente un passaggio di fase, la temperatura resta costante durante tutto il cambiamento. Durante un cambiamento di fase l'energia termica fornita viene spesa per compiere il lavoro necessario per rompere i legami intermolecolari e per separare tra loro le molecole, anziché per provocare un aumento di temperatura.

La quantità di calore λ per unità di massa m che viene fornita o sottratta a una sostanza che subisce un cambiamento di fase viene detta colore latente. Ne segue che il calore che si deve fornire o sottrarre per far cambiare di fase una massa m di sostanza è Q = mλ.

A seconda del campiamento di fase si hanno diversi calori latenti e precisamente:
- λ_f : calore latente di fusione (solido <===> liquido)
- λ_v : calore latente di vaporizzazione (liquido <===> aeriforme)