Metastabile faser, betegnelse på stoffer som ikke er i en tilstand som er termodynamisk stabil ved de herskende betingelser med henblikk på temperatur, trykk osv. Av denne grunn må fremstillingen av metastabile forbindelser skje under betingelser der reaksjonskinetisk treghet hindrer overgang til den termodynamiske stabile tilstand. Diamant er eksempel på et stoff som er metastabilt ved romtemperatur og atmosfærisk trykk. Den stabile tilstand er i dette tilfellet grafitt. Metastabile forbindelser har gjerne helt andre egenskaper enn sine stabile motparter.