Метастабільні стани в термодинаміці - це стани з нестійкою рівновагою, тобто, рівновагою, яка досягається при виконанні певних умов і може бути порушеною малим впливом на систему. Найчастіше виникають на межі переходу між різними агрегатними станами при відсутності зародків нового агрегатного стану. Це можуть бути: перегріте тверде тіло, переохолоджена рідина, перегріта рідина, переохолоджена пара. Два останніх можна спостерігати на p-V діаграмах (ізотерми реальних газів):

1. Перегріта рідина. Виникає в рідинах при Т≥Т_кип та при відсутності зародків нового агрегатного стану - газових бульбашок. Стан можливий при природньому або примусовому обезгажуванні рідин. На ізотермах Ван дер Ваальса представляє ділянку bc (див. рисунок). Використовують в бульбашкових камерах.

2. Переохолоджена (пересичена) пара. Стан, характерний для газових парів, тиск яких перевищую тиск насиченої пари при даній температурі. Виникає в парах при Т≤Т_кип та при відсутності зародків нового агрегатного стану - центрів конденсації. В природніх умовах приводить до появи туманів. На ізотермах Ван дер Ваальса представляє ділянку de (див. рисунок). Використовують в камерах Вільсона.