דיאגרמת פאזות היא תרשים המשמש להצגת פאזות שונות של חומר המתקיימות בשיווי משקל כתלות בפרמטרים תרמודינמיים. כל פאזה בדיאגרמה היא מצב מיקרוסקופי שונה של החומר, ללא שינוי של הרכיבים, המתבטא בתכונות מאקרוסקופיות תרמודינמיות אחידות של החומר. דיאגרמת פאזות נגזרת מהשינוי באנרגיה החופשית המאפיינת כל מצב כתלות בפרמטר התרמודינמי המתאים. התרשימים המגדירים דיאגרמת פאזות הם הפרמטרים התרמודינמיים שמשתנים במעבר בין הפאזות השונות כגון: טמפרטורה, לחץ, נפח, ריכוז. דיאגרמת פאזות יכולה לתאר פאזות של חומר אחיד או של תערובת של חומרים כתלות בריכוז של כל אחד מהמרכיבים.