Mit Zustandsänderung wird allgemein die Veränderung eines Systems von einem Zustand in einen anderen bezeichnet.
In der Biologie finden sich solche Zustandsänderungen etwa in der Metamorphose oder im Sterben.
Die Physik beschäftigt sich wesentlich mit der Beschreibung und der Veränderung von Zuständen.
So beschreibt etwa die physikalische Größe der Beschleunigung die Änderung des Bewegungszustandes eines Körpers.
In der Thermodynamik ist ein Zustand ein Punkt im Zustandsraum eines betrachteten thermodynamischen Systems und wird durch die das betrachtete System charakterisierenden Zustandsgrößen definiert. Eine thermodynamische Zustandsänderung beinhaltet das Überführen eines thermodynamischen Systems in einen anderen Zustand durch Veränderung des Wertes von zumindest einer der das System charakterisierenden Zustandsgrößen. Zustandsänderungen können ein thermodynamisches System aus einem Gleichgewichtszustand in einen Nichtgleichgewichtszustand überführen oder umgekehrt aus einem Nichtgleichgewichtszustand in einen Gleichgewichtszustand. Im Verlauf von Zustandsänderungen können thermodynamische Systeme Phasengrenzlinien überqueren und daher Phasenübergänge durchlaufen. Diese können beispielsweise mit der Änderung von Aggregatzuständen der im System vorhandenen Phasen einhergehen oder zu Phasenseparation führen.
Man unterscheidet folgende Spezialfälle von thermodynamischen Zustandsänderungen:
Die Zustandsänderungen a) bis f) sind Spezialfälle von g). Bei der polytropen Zustandsänderungen (Fall g) kann der Exponent theoretisch jeden Wert zwischen $ -\infty $ und +$ \infty $ annehmen.
In den mikrophysikalischen Spezialgebieten der Atom-, Kern- und Quantenphysik werden vor allem die Veränderung von Energiezuständen beschrieben.