Ο πυρήνας των κυψελών αποθήκευσης ενέργειας αλλαγής φάσης είναι το υλικό αλλαγής φάσης. Αυτά τα υλικά υφίστανται αλλαγή φάσης σε συγκεκριμένες θερμοκρασίες (όπως από στερεό σε υγρό), απορροφώντας ή απελευθερώνοντας μεγάλη ποσότητα λανθάνουσας θερμότητας κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, ρυθμίζοντας έτσι τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Για παράδειγμα, σε περιβάλλον υψηλής- θερμοκρασίας, το υλικό αλλαγής φάσης απορροφά θερμότητα και λιώνει, μειώνοντας τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. σε περιβάλλον χαμηλής-θερμοκρασίας, το υλικό στερεοποιείται και απελευθερώνει θερμότητα, διατηρώντας μια σταθερή θερμοκρασία.
