La liquefazione è definita come il passaggio di stato della materia dallo stato gassoso allo stato liquido, attraverso la cessione di calore da parte del gas, e pertanto è un processo esotermico. Questo passaggio di stato è favorito dalla compressione, ma il gas deve essere portato in ogni caso al di sotto della propria temperatura critica.
Questo processo si può eseguire a tutte le temperature fino al raggiungimento della temperatura critica. Al di sopra della temperatura critica un gas non può essere liquefatto per sola compressione, mentre al di sotto della temperatura critica un gas può essere liquefatto anche per sola compressione.