Vaihekaavio on kaavio, jota käytetään yleisesti tieteissä, erityisesti kemiassa, visualisoimaan olosuhteet, joissa aineet ovat olemassa tietyssä vaiheessa ja muuttuvat toiseen vaiheeseen. Vaihekaavion kohteena olevat vaiheet ovat tyypillisesti kiinteitä, nestemäisiä ja kaasumaisia faaseja. Kaaviot on asetettu kuvaajaksi, jossa paine on pystysuoralla akselilla ja lämpötila vaaka -akselilla. Kaavion käyrät edustavat pisteitä, joissa eri vaiheet ovat tasapainotilassa, ja avoimet tilat edustavat erillisiä vaiheita. Tällaisesta kaaviosta voidaan kerätä paljon arvokasta tietoa, kuten aineen kiehumis- ja jäätymispiste tietyllä paineella.
Tyypillinen vaihekaavio alkaa hyvin alhaisessa lämpötilassa ja paineessa ja alkaa vain yhdellä käyrällä. Käyrän yläpuolella on kiinteä faasi ja sen alla kaasumainen vaihe. Käyrä itsessään edustaa tasapainoa kiinteän aineen ja kaasun välillä; erittäin alhaisissa paineolosuhteissa nestettä on harvoin. Tätä tasapainoa kutsutaan myös sublimaatiopisteeksi. Lopulta käyrä hajoaa tietyllä lämpötilalla ja paineella kahteen erilliseen käyrään, ja näiden kahden välinen tila edustaa nestefaasia.
Pistettä, jossa käyrä haarautuu kahteen käyrään, kutsutaan kolmoispisteeksi. Se on tärkeä, koska se edustaa erityisiä lämpötila- ja paineolosuhteita, joissa kiinteät, nestemäiset ja kaasumaiset faasit ovat kaikki tasapainotilassa. Tämä tarkoittaa, että kaavion esittämä aine muuttuu jatkuvasti vaiheiden välillä – kaikki kolme ovat läsnä milloin tahansa.
Joissakin lämpötiloissa ja paineissa alempi käyrä päättyy kriittiseksi pisteeksi. Tämä tapahtuu yleensä suhteellisen korkeassa paineessa ja lämpötilassa. Kriittistä pistettä korkeammissa paine- ja lämpötilaolosuhteissa neste- ja kaasufaasin välillä ei ole havaittavaa eroa.
Vaihekaaviot ovat hyödyllisiä ja voivat olla erittäin tärkeitä kemisteille. Esimerkiksi nesteen ja kaasun jakavan vaihekaavion käyrä edustaa olosuhteita, joissa nämä kaksi ovat tasapainossa. Toisin sanoen käyrä edustaa aineen kiehumispistettä.