Katı, maddenin atomları arasındaki boşluğun en az olduğu halidir. "Katı" olarak adlandırılan bu haldeki maddelerin kütlesi, hacmi ve şekli belirlidir. Bir dış etkiye maruz kalmadıkça değişmez. Sıvıların aksine katılar akışkan değildir. Fiziksel yollarla, diğer üç hal olan sıvı, gaz ve plazmaya dönüştürülebilirler. Altın demir gibi madenler katı maddelere örnektir. Ayrıca katı maddeler atomlarının en yavaş hareket edebildiği haldir. Doğa'da amorf veya kristal yapıda bulunurlar. Amorf katılar maddenin taneciklerinin düzensiz olma durumudur. Kristal katılar ise de maddenin taneciklerinin düzenli olma durumudur. Kristal katılar da aralarında 4'e ayrılır. Maddenin dört temel hâlinden biridir. Gaz ya da sıvı hâldeki madde katı hâle dönüşürken maddeyi oluşturan atomlar daha düzenli bir üç boyutlu yapıya geçer ve atomların enerjisi azalır. Katı durumdaki bir maddenin atomları arasındaki boşluk azalır. Bu nedenle aralarındaki çekim kuvveti de artar. Katı maddelerin biçim değiştirebilmesi için dışarıdan bir kuvvetin etki etmesi gerekir. Maddenin bu kuvvete göstereceği direniş, onun dayanıklılığını gösterir. Her maddeye göre değişen bu dayanıklılık belli katsayılarla gösterilir. Maddenin dayanıklılık özelliklerini mekanik bilimi inceler. Katıdan sıvıya, sıvıdan gaza dönüşürken ısı alır (enerji alır), tam tersi gazdan sıvıya, sıvıdan katıya dönüşürken ısı verir (enerji verir). Sıvıların sert bir görünüm almasına donma denir. Ayrıca tanecikleri sıkıştırılamaz katı cisimlerin hepsi belli bir kuvvete kadar dayanabilir esnekliğini kaybetmez yani onlara uygulanan kuvvet esnekligini sınırlayıp aşmıyorsa kuvvet kalkınca cisim eski haline geri döner.