Sorprendentemente también existen transiciones de fase a temperatura cero entre dos estados fundamentales. Estas transiciones ocurren como función de un parámetro que no es la temperatura sino la presión, la densidad, el campo magnético, el dopaje (sustituir un elemento químico por otro)… Estas transiciones se denominan cuánticas y son posibles gracias a las vibraciones cuánticas debidas al principio de incertidumbre de Heisenberg. Las transiciones de fase cuánticas causan efectos muy interesantes a temperaturas distintas de cero tales como metales que no son líquidos de Fermi (NFL por sus siglas en inglés).
Las transiciones de fase cuánticas constituyen un campo de investigación muy activo especialmente en los sistemas de electrones fuertemente correlacionados que da lugar a muchos fenómenos emergentes tales como superconductividad no convencional, magnetismo o nuevas fases de la materia.