Katı maddeler belirli şekillere ve hacimlere sahiptir, çünkü atomları ve molekülleri güçlü moleküller arası kuvvetler tarafından sıkıca bir arada tutulur. Düşük sıcaklıklarda katıdaki kinetik enerji genellikle bunların üstesinden gelmek için yeterli değildir moleküller arası kuvvetler, böylece katı aynı durumda kalır.
Katı molekülleri, hareketleri sınırlı olacak şekilde sıkıca bir arada tutulur ve bu onlara şekil ve hacim verir. Sıkıştırmaya direnç gösterebilme yetenekleri, katıların şeklini ve hacmini korumasını sağlayan bir başka özelliktir. Katı haldeki maddelerin yoğunluğu yüksektir ve difüzyon hızları sıvılarınkinden çok daha düşüktür.
Genel olarak, kurucu moleküllerin ve atomların katı halde nasıl düzenlendiğine bağlı olarak katılar iki kategoride sınıflandırılır. Bunlar kristalin katılar ve şekilsiz katılardır.
Kristal katılarda, moleküller ve atomlar kesin şekillerde düzenlenir, böylece katı paramparça edildiğinde iyonların, moleküllerin veya atomların düzenli düzenlenmesi düz kenarlara neden olur. Şekilsiz katılarda, moleküller ve atomların kesin bir düzenlemesi yoktur ve katı, düzensiz ve karışık molekül dizilerinden oluşur. Bu katılar kepenklendiğinde, kenarlar kavisli görünür çünkü kesin bir iç yapı yoktur. Şekilsiz bir katıya mükemmel bir örnek camdır.