La fase gaseosa es una de las cuatro fases fundamentales de toda la materia, junto con la fase sólida, la fase líquida y la plasmática. Los gases se pueden distinguir claramente de las fases sólidas y líquidas porque, a diferencia de los sólidos o líquidos, los átomos se encuentran en movimiento libre y se distribuyen alrededor de un contenedor. Tanto el gas como el vapor parecen ser similares debido a su transparencia, pero son dos fases distintas en las que la materia puede existir. La diferencia clave entre el gas y el vapor es que el gas existe solo en un estado físico, mientras que el vapor puede coexistir con otro estado físico.
El gas en la naturaleza puede estar hecho de un solo elemento o una combinación de átomos. Sin embargo, es una molécula muy pequeña. Por ejemplo, si se considera el grupo de halógenos en la tabla periódica, el flúor y el cloro existen como gases, mientras que el bromo existe como líquido y el yodo como sólido. Esto se debe a que el tamaño del átomo aumenta en el grupo de halógenos y las moléculas grandes no pueden obtener un estado de movimiento libre debido a las interacciones intermoleculares.
El gas es una sustancia que existe en un solo estado, que es la fase gaseosa. Esto se llama un estado termodinámico. Un estado termodinámico es la condición de un sistema explicado de acuerdo con los parámetros termodinámicos, como la temperatura, la presión, etc. El gas no ha enfrentado un cambio de fase, lo que significa que solo existe como gas y no sufrirá cambios de fase a menos que se den condiciones especiales. Por lo tanto, se llama una sustancia monofásica.
El vapor se puede definir como una sustancia que se encuentra en la fase gaseosa y puede coexistir con una fase líquida. Esta definición parece un poco confusa, pero lo que sucede aquí es que el vapor está en equilibrio con un líquido. Este líquido contiene las mismas moléculas que el vapor. El vapor se forma a partir de un cambio de fase, y puede sufrir un cambio de fase nuevamente. Por lo tanto, se nombra como una sustancia multifásica. El vapor no es un estado de la materia como lo es el gas. La transición de un gas a un líquido se produce por condensación. La coexistencia del vapor con su fase líquida es posible porque su temperatura media está por debajo del punto crítico. El punto crítico es la temperatura y la presión a la que no se pueden distinguir un gas y un líquido. Sólo los gases pueden existir por encima del punto crítico.