Ett fasdiagram är ett diagram som vanligtvis används inom vetenskapen, särskilt kemi, för att visualisera de förhållanden under vilka ett ämne existerar i en given fas och övergår till en annan fas. Faserna som behandlas av ett fasdiagram är vanligtvis de fasta, flytande och gasformiga faserna. Diagrammen är uppställda som grafer med tryck på den vertikala axeln och temperatur på den horisontella axeln. Kurvorna i diagrammet representerar punkter där olika faser befinner sig i ett jämviktstillstånd, och öppna ytor representerar distinkta faser. En hel del värdefull information, såsom kokpunkt och fryspunkt för ett ämne vid ett givet tryck, kan samlas in från ett sådant diagram.
Det typiska fasdiagrammet börjar vid mycket låg temperatur och tryck och börjar med endast en kurva. Ovanför kurvan är den fasta fasen, och under den är den gasformiga fasen. Kurvan i sig representerar jämvikten mellan fast och gas; vid mycket lågt tryck finns sällan vätska. Denna jämvikt kallas också för sublimeringspunkten. Så småningom, vid en specifik temperatur och tryck, förgrenar sig kurvan i två distinkta kurvor, och utrymmet mellan de två representerar vätskefasen.
Den punkt där kurvan förgrenar sig i två kurvor kallas trippelpunkten. Det är viktigt eftersom det representerar de specifika temperatur- och tryckförhållandena vid vilka de fasta, flytande och gasformiga faserna alla är i ett jämviktstillstånd. Detta innebär att ämnet som representeras av diagrammet ständigt skiftar mellan faserna – alla tre är närvarande vid varje given tidpunkt.
Vid viss temperatur och tryck slutar den nedre kurvan vid en punkt som kallas den kritiska punkten. Detta sker vanligtvis vid relativt högt tryck och temperatur. Vid tryck- och temperaturförhållanden högre än den kritiska punkten finns det ingen märkbar skillnad mellan vätskefasen och gasfasen.
Fasdiagram är användbara och kan vara mycket viktiga för kemister. Kurvan på fasdiagrammet som delar vätska och gas, till exempel, representerar de förhållanden under vilka de två kommer att vara i jämvikt. Med andra ord representerar kurvan ämnets kokpunkt.