玻璃是远离平衡态的材料，可以通过避免热力学转变为有序的晶体结构来制备。理论上讲，如果等待足够长时间，玻璃最终将会达到它真正的平衡态——晶体。这里，我们在图中展示了几个从古至今仍然保持玻璃态的例子：埃及的陶罐(最右边)大约有2500年的历史；2000万年前的琥珀玻璃可能包含了恐龙时代的生命痕迹(左下)，就像好莱坞大片中流行...玻璃的非平衡特性，它们的长期稳定性可能令人惊讶。
这种稳定性，以及它们组分的多样性，使得玻璃适合作为核废料的储存介质。玻璃在比玻璃化转变温度低得多的温度下进行储存可以提高玻璃的稳定性，其中，低温减缓了分子重排，从而抑制了晶体的成核和生长。环境因素对玻璃的稳定性也很重要。
地质玻璃经常因接触水而结晶；氧化环境有可能改变玻璃的化学性质，并导致结晶；在地球上，构造板块缓慢而持续的运动将地质玻璃再循环成其他材料；考虑到月球的温度和环境，月球可以说是玻璃的完美家园。
虽然人类已经有超过3000年制作玻璃的历史，但对于玻璃基础物理的理解仍在不断深入研究中。制作玻璃最简单的方法是将材料从液态迅速降温到不再发生晶相成核和生长的状态。
在材料不形成晶体的情况下，随着温度的降低，过冷水粒子的运动急剧减缓。材料降温时，粘度降低，玻璃吹制工人利用了这种运动减缓的特点来为材料塑形。当温度进一步降低时，分子重排的时间尺度变得较长，以至于系统相对于过冷液体已经处于非平衡态。材料停止流动，成为玻璃，此时的温度被称为玻璃化转变温度。
玻璃和其他无定形固体可以由原子、简单有机分子、较大分子（例如聚合物）或胶体粒子的集合构成。
甚至像沙堆、剃须膏一样的宏观成分，也可能形成类似于分子和原子玻璃的刚性无序粒子集合。不同类型材料的玻璃形成过程展现出显著的共性，比如随着温度的降低，局部结构的微小变化伴随着粘度的显著变化。对于许多材料，制备玻璃并不困难，每分钟几个开尔文的降温速率足以避免结晶。然而，对于晶体成核效率高的材料，例如简单金属或具有高对称性的分子，就很难制备出玻璃了。此时，如果想要制备玻璃，就需要进行超快降温。
然而，在某些情况下，即使降温速率高达K/s，也可能无法制备出玻璃。
玻璃状材料似乎是液态在低温下的延续。粒子的构型与过冷液体的无序结构非常相似。然而，玻璃并不易发生形变，又因此构成了一种固体物质。固态性质，通常作为周期性晶体的平移对称性破缺的直接结果而出现在固体物理教科书中，也可以存在于非周期性结构中。一些分子在以下仍然可以发生重排并流动，但极为缓慢，并且随着的温度降低而减缓。
玻璃是许多应用的最佳材料，例如光纤和窗户。与玻璃不同，较大晶体的晶界可以散射光线，因而体现出宏观各向异性。此外，可以通过充分改变玻璃成分来优化性能。宏观的各向同性和组分的灵活性源于玻璃的局部无序液体状结构。从基础研究的角度来看，玻璃也是一种非常迷人的材料，因为它代表了物质的非平衡无序状态。从热力学相变的角度理解玻璃，这是至今尚未被解决的激动人心的挑战。与晶体相比，玻璃所带来的困难存在本质差异。
这是由于，晶体有着完美有序结构，对应着唯一的自由能最小值，而玻璃则呈现出大量的、同样无序的、不完美结构。降温之后，对于玻璃的复杂自由能景观的探索就减缓了，系统最终必须从众多可用的玻璃状态中选择其中一个。系统的末态是一个巨大的可能无序状态库中的一个状态，每一个状态都代表了一个局部自由能极小值。