多形轉變（polymorphic transition）
同一組原子、同一種化學組成，卻能鎖進不只一種晶體排列——就像同一批樂高積木能拼成兩種不同的模型。當材料隨溫度或壓力改變，從其中一種排列切換到另一種，這個切換就是多形轉變。對純元素而言，這些不同排列稱為同素異形體（allotrope，同素異形性）；對化合物而言則稱多形體（polymorph）。鑽石與石墨都是純碳，它們是多形體，把其中一者變成另一者就是一場多形轉變。
具體來說：鐵在 912 度 C 以下是體心立方（BCC，alpha 相，肥粒鐵）；加熱越過 912 度 C，每個原子重排成面心立方堆積（FCC，gamma 相，沃斯田鐵）；再越過 1394 度 C，又翻回體心立方（delta 相）。組成從頭到尾不變，改變的只有晶格。錫的表現更戲劇化：在 13.2 度 C 以上是白錫（beta，體心正方的金屬）；在此溫度以下，它會緩慢轉成灰錫（alpha，鑽石立方的半導體），體積膨脹約 27 百分比、崩解成粉末——這就是惡名昭彰的「錫疫」。哪一種多形體穩定，由自由能決定：在每個溫度與壓力下，大自然挑選吉布斯自由能最低的結構，而相變就發生在兩結構自由能恰好相等之處。
從結構角度看（而非把它當成熱處理配方），多形轉變是原子圖樣本身在重組，而「如何」重組又分成兩大家族——重構型（打斷鍵、原子擴散再重新分佈）與位移型（原子只協同地稍微位移，不打斷鍵）。「一種組成、多種結構」這個單一觀念，撐起了鋼鐵（整套鋼的硬化工藝都繫於 gamma 轉 alpha 鐵相變）、石墨與鑽石之分、二氧化矽的眾多形態（石英、鱗石英、方矽石），以及地球深處由壓力驅動的結構變化。
純鐵在 912 度 C 以下是體心立方的 alpha 鐵；加熱越過此溫度，整個晶格重排為面心立方的 gamma 鐵——組成毫無改變，只是原子的堆疊方式換了。正是這個可逆的多形轉變，讓我們能把鋼加熱進 gamma 區、再快速冷卻，把想要的結構「凍」住，構成一切鋼鐵熱處理的基礎。
多形轉變：同一組成的原子，隨溫度／壓力在不同晶體結構之間切換（如鐵的 BCC 到 FCC）。
同一化學組成有多個晶體結構稱為多形（元素則稱同素異形）；不要把它和相圖上因成分改變而出現的不同相混淆——多形轉變中組成完全不變，改變的只有原子的排列方式。