ตามคำนิยาม วัสดุเทอร์โมพลาสติกจะคงรูปร่างที่ขึ้นรูปไว้จนถึงอุณหภูมิหนึ่ง ซึ่งกำหนดโดยอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วหรืออุณหภูมิหลอมเหลวของโพลิเมอร์นั้นๆ ต่ำกว่าอุณหภูมิที่กำหนด ซึ่งเรียกว่าอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว (Tg) โมเลกุลของวัสดุพอลิเมอร์จะถูกแช่แข็งในสถานะที่เรียกว่าแก้ว มีการเคลื่อนที่ของโมเลกุลเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย และวัสดุนั้นแข็งและเปราะ เหนือ Tg ชิ้นส่วนอสัณฐานของพอลิเมอร์จะเข้าสู่สถานะเป็นยาง ซึ่งโมเลกุลจะแสดงการเคลื่อนที่ที่เพิ่มขึ้น พลาสติก และวัสดุจะกลายเป็นพลาสติกและยืดหยุ่นได้ (นั่นคือสามารถยืดได้) ในกรณีของโพลิเมอร์ที่ไม่มีผลึก เช่น พอลิสไตรีน การเพิ่มอุณหภูมิจะนำไปสู่สถานะของเหลวโดยตรง ในทางกลับกัน สำหรับพอลิเมอร์ที่มีผลึกบางส่วน เช่น พอลิเอทิลีนความหนาแน่นต่ำหรือพอลิเอทิลีนเทเรฟทาเลต สถานะของเหลวจะไม่ถึงสถานะจนกว่าจะผ่านอุณหภูมิหลอมเหลว (Tm) นอกเหนือจากจุดนี้ บริเวณที่เป็นผลึกจะไม่เสถียรอีกต่อไป และโพลิเมอร์ที่เป็นยางหรือของเหลวสามารถขึ้นรูปหรืออัดขึ้นรูปได้ เทอร์โมเซตซึ่งไม่ละลายเมื่ออุ่นใหม่ สามารถคงขนาดได้จนถึงอุณหภูมิที่เริ่มการย่อยสลายทางเคมี