Aineen tilat ovat erilaisia fysikaalisia muotoja, joita aine voi saavuttaa sen molekyylikokoonpanosta riippuen. Kolme klassista tilaa – kiinteä, neste ja kaasu – ovat helposti havaittavissa maan päällä ja voivat siirtyä yhdestä toiseen. Ei-klassisista aineen tiloista plasma on yleisin, ja se muodostaa suuren osan tunnetun maailmankaikkeuden baryonisesta aineesta. Muut ei-klassiset tilat voivat olla voimakkaasti samanlaisia kuin klassiset, vaatia erityisiä ympäristöolosuhteita tai esiintyä pääasiassa teoriassa. Bose-Einstein-kondensaatti, yksi varhaisimmista vahvistetuista teoreettisista tiloista, on laajalti hyväksytty viidenneksi aineen ensisijaiseksi tilaksi kolmen klassisen tilan ja plasman jälkeen.
Objektin aineen tila riippuu suurelta osin sen molekyylienvälisten voimien vahvuudesta ja luonteesta. Esimerkiksi kiintoaineissa voimat ovat riittävän vahvoja pakatakseen hiukkaset tiiviisti yhteen, jolloin tärinä on ainoa liikkeen muoto. Tämän seurauksena kiinteät aineet pystyvät saavuttamaan määrätyt muodot ja tilavuudet. Toisaalta nesteillä on heikompia molekyylien välisiä voimia, jotka vetävät hiukkaset yhteen. Nesteillä ei ole selvää muotoa; ne noudattavat säiliöidensä muotoa ja täyttävät niin paljon tilaa kuin niiden tilavuudet sallivat. Kaasujen molekyylien väliset voimat ovat jopa nesteitä heikompia, mikä johtaa muotoon, joka pyrkii laajentumaan koko säiliöön kaasujen tilavuudesta riippumatta.
Kolme klassista aineen tilaa voivat siirtyä yhdestä toiseen lämmön ja paineen avulla. Prosessia, jonka avulla kiinteät aineet muuttuvat nesteiksi, kutsutaan sulamiseksi, kun taas päinvastaista kutsutaan jäätymiseksi tai jähmettymiseksi. Tätä kuvataan usein vedellä – sen nestemäisessä tilassa vesi voidaan pakastaa jääksi, kiinteäksi aineeksi, joka voidaan myöhemmin sulattaa takaisin nestemäiseksi. Riittävällä lämmöllä ja paineella nesteistä voi tulla kaasuja höyrystymisenä tunnetun prosessin kautta; jonka kääntöpuoli tunnetaan kondensoitumisena. Kiinteät aineet voivat muuttua suoraan kaasuiksi sublimaation kautta, kun taas kaasut voivat muuttua kiinteiksi aineiksi saostumisen kautta.
Vaikka klassisia aineen tiloja havaitaan yleisesti maapallolla, plasma muodostaa suurimman osan tähtien aineesta. Plasma on ionisoitu kaasu, joka toisin kuin klassinen tila tuottaa sähkömagneettisia virtauksia. Bose-Einstein-kondensaatit, jotka on nimetty Satyendra Nath Bosen ja Albert Einsteinin mukaan, ovat kaasuja, jotka on jäähdytetty pisteeseen, jossa hiukkaset lakkaavat toimimasta itsenäisesti, jolloin tuloksena on yksittäinen, kitkaton kvanttitila. Näiden viiden pääasiallisen aineen tilan ulkopuolella tiedemiehet teoreettivat lukuisia muita, kuten outoa ja pimeää ainetta. Muun muassa lasien ja nestekiteiden katsotaan riittävän erilaisiksi kuin viisi, jotta ne voitaisiin luokitella ei-klassisiksi aineiksi.