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대기 온도가 어는점 이하인데도 물방울들이 얼지 않은 채 냉각되고 있는 상태를 말한다. 오염되지 않은 구름 속에서는 섭씨 -40°까지 얼지 않은 채 과냉각되는 상태로 남아 있는 경우도 있다. 물질들은 특정온도와 압력조건에 따라서 안정 상태(stable state)로 존재할 수 있는 물질의 특정 상태가 있다.환경이 변하여 서서히 온도가 변하게 되면 물질의 구성 원자가 온도 조건에 맞게 상의 변화를 일으키는 것이 가능하지만 급격한 환경 변화가 발생하여 온도가 갑자기 급격하게 변하게 되면 새로운 환경에 놓인 구성 원자가 안정 상태로 상의 변화를 일으킬 충분한 시간이 없기 때문에 미처 상변화를 일으키지 못하고 온도가 변하기 전 시점의 안정 상태를 유지하고 있거나 또는 종점 온도의 상태로 급격하게 변하게 된다.과냉각의 경우 공기가 급격하게 상승하거나 특정 환경에서 물방울이 상변화를 일으키기도 전에 빠른 속도로 급하게 냉각되기 때문에 얼음으로 되지 못하고 물방울의 형태를 유지하고 있기 때문에 과냉각(overclloing)이라고 한다.