相転移（そうてんい、英語：phase transition）とは、ある系の相 (Phase) が別の相へ変わることを指す。しばしば相変態（そうへんたい、英語：phase transformation）とも呼ばれる。熱力学または統計力学において、相はある特徴を持った系の安定な状態の集合として定義される。例えば、物質が気体や液体、固体になる相を気相、液相、固相と呼び、物質が気体から液体や固体へ、あるいはその逆などに相を変えることを相転移と呼ぶ。 口語的には、相転移に伴う現象も含めて相転移と呼ぶことがある。