相变材料在特定温度范围内能够改变其物理状态，例如从固态变为液态或反向。在熔化过程中，相变材料吸收并储存大量潜热；而在冷却时，储存的热量会逐渐释放，直至达到相变温度。相变过程中储存或释放的能量称为潜热。当材料的物理状态发生变化时，其温度在相变完成前基本保持稳定，形成一个宽的温度平台。虽然温度不变，但吸收或释放的潜热却相当大。
相变材料主要分为三大类：无机相变材料、有机相变材料和复合相变材料。无机相变材料包括结晶水合盐、熔融盐、金属或合金等；有机相变材料则主要包括石蜡、醋酸等有机物。近年来，复合相变材料因其能有效克服单一无机物或有机物的缺点而受到关注，改善了相变材料的应用效果。然而，混合相变材料也可能带来相变潜热下降或长期相变过程中的变性等问题。
相变储能建筑材料结合了普通建筑材料和相变材料的优点，能够吸收和释放适量的热能，无需特殊技能即可安装使用，且具有经济效益。这项技术起源于1982年，由美国能源部发起。随着技术的发展，相变材料已被应用到石膏板、墙板、混凝土构件等建筑材料中。1999年，一种新型建筑材料——固液共晶相变材料被成功研发，并在墙板或轻型混凝土预制板中浇注，以保持室内温度适宜。此外，含有相变材料的沥青地面或水泥路面能够防止道路、桥梁、飞机跑道在冬季深夜结冰。
将相变材料与建筑材料结合的方法包括将PCM密封在容器内、密封后置入建筑材料中、通过浸泡渗入多孔建材基体、直接与建筑材料混合以及将有机PCM乳化后添加到建筑材料中。北京振利高新技术公司成功地将不同标号的石蜡乳化，然后按一定比例与相变特种胶粉、水、聚苯颗粒轻骨料混合，配制成兼具蓄热和保温的相变蓄热浆料。试验楼的测试工作正在进行中，公司还开发了相变砂浆和相变腻子等产品。
在建筑围护结构中应用相变材料，可以显著提高热容，有助于保持室内温度稳定，减少空调负荷，从而降低建筑能耗。然而，选择合适的相变材料至关重要，需要具备高熔化潜热、良好的可逆性和适当的相变温度等特性。尽管目前在相变储能建筑材料的耐久性和经济性方面存在一些问题，但其智能化功能性的特点不容忽视。随着建筑节能意识的提高，相变储能建筑材料的应用前景十分广阔。
