Η στερεοποίηση, επίσης γνωστή ως κατάψυξη, είναι αλλαγή φάσης της ύλης που οδηγεί στην παραγωγή ενός στερεός. Γενικά, αυτό συμβαίνει όταν η θερμοκρασία του a υγρό χαμηλώνει κάτω από το σημείο πήξης. Αν και το σημείο πήξης και το σημείο τήξης των περισσότερων υλικών έχουν την ίδια θερμοκρασία, αυτό δεν ισχύει για όλες τις ουσίες, έτσι το σημείο πήξης και σημείο τήξης δεν είναι απαραίτητα εναλλάξιμοι όροι. Για παράδειγμα, το άγαρ (μια χημική ουσία που χρησιμοποιείται στα τρόφιμα και στο εργαστήριο) λιώνει στους 85 C (185 F) αλλά στερεοποιείται από 31 C έως 40 C (89,6 F έως 104 F).
Η στερεοποίηση είναι σχεδόν πάντα εξώθερμος διαδικασία, που σημαίνει ότι η θερμότητα απελευθερώνεται όταν ένα υγρό μετατρέπεται σε στερεό. Η μόνη γνωστή εξαίρεση σε αυτόν τον κανόνα είναι η στερεοποίηση ηλίου χαμηλής θερμοκρασίας. Η ενέργεια (θερμότητα) πρέπει να προστεθεί στο ήλιο-3 και το ήλιο-4 για να πραγματοποιηθεί η κατάψυξη.
Υπό ορισμένες συνθήκες, ένα υγρό μπορεί να ψυχθεί κάτω από το σημείο ψύξης του, αλλά όχι μετάβαση σε ένα στερεό. Αυτό είναι γνωστό ως
υπέρψυξη και συμβαίνει επειδή τα περισσότερα υγρά κρυσταλλώνονται για να παγώσουν. Η υπερψύξη μπορεί να παρατηρηθεί εύκολα από προσεκτικά παγωμένο νερό. Το φαινόμενο μπορεί να συμβεί όταν υπάρχει έλλειψη καλών θέσεων πυρήνωσης από τις οποίες μπορεί να προχωρήσει η στερεοποίηση. Η πυρηνική ενέργεια είναι όταν μόρια από οργανωμένες ομάδες. Μόλις εμφανιστεί η πυρήνωση, η κρυστάλλωση εξελίσσεται έως ότου συμβεί στερεοποίηση.