Las fases cuánticas son estados cuánticos de la materia a temperatura cero. Incluso a temperatura cero, un sistema mecánico cuántico tiene fluctuaciones cuánticas y, por lo tanto, puede soportar transiciones de fase. Cuando se varía un parámetro físico, las fluctuaciones cuánticas pueden provocar una transición de fase a una fase diferente de la materia. Un ejemplo de una transición de fase cuántica canónica es la muy estudiada transición superconductor-aislante en películas delgadas desordenadas que separa dos fases cuánticas que tienen diferentes simetrías. Los imanes cuánticos proporcionan otro ejemplo de QPT. El descubrimiento de nuevas fases cuánticas es una búsqueda de muchos científicos. Estas fases de la materia exhiben propiedades y simetrías que pueden ser explotadas potencialmente con fines tecnológicos y en beneficio de la humanidad.
La diferencia entre estos estados y los estados clásicos de la materia es que, clásicamente, los materiales presentan diferentes fases que, en última instancia, dependen del cambio de temperatura y/o densidad o de alguna otra propiedad macroscópica del material, mientras que las fases cuánticas pueden cambiar en respuesta a un cambio en un tipo diferente de parámetro de orden (que, en cambio, es un parámetro en el hamiltoniano del sistema, a diferencia del caso clásico) del sistema a temperatura cero; la temperatura no tiene por qué cambiar. El parámetro de orden desempeña un papel en las fases cuánticas análogo al que desempeña en las fases clásicas. Algunas fases cuánticas son el resultado de una superposición de muchas otras fases cuánticas.