Fasdiagram, diagram som visar de begränsande villkoren för fasta, flytande och gasformiga faser hos ett enskilt ämne eller en blandning av ämnen under förändring av tryck och temperatur eller någon annan kombination av variabler, till exempel löslighet och temperatur. Figuren visar ett typiskt fasdiagram för ett enkomponentsystem (dvs. ett system som består av ett enda rent ämne), där kurvorna har erhållits från mätningar som gjorts vid olika tryck och temperaturer. Vid varje punkt i de områden som skiljs åt av kurvorna tillåter trycket och temperaturen att endast en fas (fast, flytande eller gas) existerar, och förändringar i temperatur och tryck fram till punkterna på kurvorna kommer inte att förändra denna fas. Vid varje punkt på kurvorna tillåter temperaturen och trycket att två faser existerar i jämvikt: fast och flytande, fast och ånga eller flytande och ånga. Exempelvis är den linje som dras för ångtryckets variation med temperaturen för en vätska gränsen mellan vätska och ånga; endast ånga kan existera på linjens lågtrycks- och högtemperatursida, medan ämnet måste vara flytande på högtrycks- och lågtemperatursidan; vätska och ånga existerar tillsammans vid temperaturer och tryck som motsvarar punkterna på linjen; på den plats där linjen försvinner, den så kallade kritiska punkten, blir vätska och ånga omöjliga att skilja från varandra. Längs linjen mellan vätska och fast ämne kan man hitta smälttemperaturerna för olika tryck. Korsningen mellan de tre kurvorna, kallad trippelpunkten, representerar de unika förhållanden under vilka alla tre faserna existerar i jämvikt tillsammans. Ett fasdiagram för två komponenter visar vanligtvis smältkurvorna på ett temperatur-sammansättningsdiagram.
Fasdiagram är specifika för varje ämne och blandning. Komplexa blandningar kan kräva tredimensionella fasdiagram, som kan representeras i två dimensioner genom användning av perspektiv. Fasdiagram används i stor utsträckning vid studier av mineraljämvikter i samband med villkoren för bildning av bergarter och mineraler inom jorden. De är också ovärderliga när man utformar industriell utrustning och söker optimala förhållanden för tillverkningsprocesser samt när man bestämmer ämnenas renhet.