相变材料（英语：phase change material，缩写为：PCM）是指在相变时放出或吸收大量热，以达到加热或降温作用的物质。通常情况下，该物质将在液态和固态间进行转变，但也可以在非传统状态间进行转变，例如从一种结晶态转变为能量更高或更低的另一种结晶态。
相变材料物质状态改变时所需的熔化热通常远大于其显热（英语：sensible heat），相变温度（PCT）附近融化和凝固时，相变材料可以储存和释放巨大的能量。例如，冰融化成水的熔化热为333.55 J/g，即一克冰需要吸收333.55 J热量才能融化成水。然而一克水吸收4.18 J热量温度升高1度。因此水/冰是一种非常有用的相变材料，自阿契美尼德王朝开始人们就用它在冬天释放热量，在夏天给房子降温。
相变材料可按组成物质种类进行分类。有机相变材料通常从石油、植物或动物上提取，水合盐相变材料通常由海水或矿物中提取。还有一类是固体转变为固体的相变材料。他们在生活中有着广泛的应用，加热垫、电话配电箱冷却和服饰制造等都可以看到相变材料的身影。
液体→固体、固体→液体、固体→气体和液体→气体的变化过程均可储存潜热，但只有液体→固体和固体→液体变化过程较为现实。尽管液体→气体过程中转换的热量更多，但是气态体积较大，存储需要高压，不易于使用。固态→固态的转变速度十分缓慢，转换的热量相对较少。
固态-液态相变材料在达到相变温度前，其特性与显热（英语：sensible heat）储存材料相似，吸收热量的同时温度逐渐上升。但是当到达相变温度（熔点）时，开始大量吸收热量，但是温度保持不变，材料完全融化后，温度继续上升。当液态材料所处环境温度下降时便开始凝固，释放其所储存的潜热。各种相变材料可供选择，−5到190 °C之间任意相变温度均有对应。而在20-30 °C人体舒适温度范围内，有些材料潜热吸收十分高效，可以达到200 kJ/kg，与之对应的石料的热容一般为1 kJ/kg.°C，因此保持相同温度时每千克材料吸收的热量是石料的200倍。水的比热容为4.21 kJ/kg.°C，该材料存储密度为水的12.5倍至50倍之间。
碳氢化合物，主要是石蜡(CH2+2)和脂质类物质，也有一种是糖醇。
水合盐 (MNH2O)
应用领域包括并不局限于：
热导管
Zafer URE M.Sc., C.Eng. MASHRAE HVAC Applications
Zafer URE M.Sc., C.Eng. MASHRAE Passive Cooling Application