根据相变热力学理论，系统发生相变时，在相变点两相热力学势（或）应相等，即系统的热力学势仍保持连续，但热力学势的各阶导数却可能发生不连续的跃变。1933年P.厄任费斯特（Ehrenfest）首先提出相变的分类方案，级相变的定义为：在相变点，系统热力学势的（）阶导数保持连续，而阶导数则是不连续的。

在一级相变中，系统由Ⅰ相转变为Ⅱ相时，热力学势或，而热力学势的一阶偏微商如：

发生不连续的跃变。即一级相变时，系统的体积和熵（及焓）发生突变；而焓的突变表示相变时，有潜热的吸收（升温时）或释放（降温时）；有新旧两相（Ⅰ相、Ⅱ相）共存；升降温时，相变在不同温度发生，即有热滞后现象，这是由于结构重组需要越过势垒或新相形成需要提供正值的界面能，结果导致升温与降温过程发生相变的温度不相等。此外，在相变点，系统的序参量发生不连续的变化。

二级相变时，系统的热力学势及其一阶偏微商连续，即：

，

但其二阶偏微商：，和发生突变。而，为材料的热膨胀系数；，为材料的压缩系数；为比热容。二级相变发生时，系统的熵、体积、焓均无突变。因而相变时，无潜热发生，无新旧两相共存，无热滞后现象。但系统的比热容、热膨胀系数、压缩率发生突变。在相变点，系统序参量是连续的。

当相变发生时，若其热力学势及热力学势的一阶、二阶偏微商相等，而三阶偏微商不相等，此相变称为三级相变。依此类推到更高阶相变。通常，二级以上的相变均属高级相变。

晶体的凝固、沉积、升华和熔化等自然界观察到的相变，金属和合金中的多数固态相变如马氏体相变等属一级相变。属二级相变的往往是一些比较特殊的相变，如在临界点的气液相变、铁磁相变、超导相变、超流相变、部分合金的有序-无序相变和部分铁电相变等。二级相变和高级相变又称为连续相变或临界现象，而将一级相变称为不连续相变。量子统计爱因斯坦玻色凝结现象为三级相变。二级以上的高级相变并不常见。