Tinh thể lỏng là những chất mang trạng thái của vật chất nằm giữa trạng thái tinh thể của chất rắn và trạng thái của chất lỏng nên có một số tính chất của cả hai chất; ngoài ra một số chất tinh thể lỏng còn thay đổi màu của mình một cách rõ rệt. Tinh thể lỏng có thể chảy như một dòng chất lỏng, nhưng lại có các phân tử sắp xếp hay định hướng như của tinh thể.
Có nhiều pha trạng thái khác nhau của tinh thể lỏng, có thể được phân biệt dựa trên các tính chất quang học khác nhau của chúng, chẳng hạn như tính lưỡng chiết. Khi được xem dưới một kính hiển vi sử dụng nguồn sáng phân cực, nhiều pha tinh thể lỏng xuất hiện dưới nhiều kết cấu sắp đặt khác nhau. Mỗi "miếng" trong kết cấu tương ứng với một miền mà các phân tử của tinh thể lỏng được hướng vào một hướng khác nhau. Tuy vậy trong một miền, các phân tử được sắp xếp theo thứ tự. Tinh thể lỏng có thể không luôn luôn ở trạng thái tinh thể lỏng (cũng giống như nước không luôn luôn ở trạng thái lỏng: nó có thể ở trạng thái rắn hay trạng thái hơi).
Tinh thể lỏng có thể được chia thành ba loại: thay đổi pha theo nhiệt độ (thermotropic), thay đổi pha theo nồng độ (lyotropic) và metallotropic.
Tinh thể lỏng thermotropic và lyotropic chủ yếu bao gồm các phân tử hữu cơ, mặc dù một số khoáng chất cũng được biết đến. Tinh thể lỏng thermotropic chuyển đổi trạng thái khi nhiệt độ thay đổi, trong khi tinh thể lỏng lyotropic thay đổi trạng thái như là một hàm số phụ thuộc vào nồng độ của mesogen trong một dung dịch (thường là nước) cũng như là thay đổi về nhiệt độ. Tinh thể lỏng metallotropic bao gồm cả phân tử hữu cơ và vô cơ; quá trình chuyển đổi tinh thể lỏng của chúng còn phụ thuộc vào tỷ lệ thành phần vô cơ–hữu cơ.