Pour liquéfier un gaz, on peut le refroidir en abaissant la température, le gaz finira par condenser pour devenir liquide (le cas de l'hélium est un peu spécial).
Pour le refroidir, un des moyens consiste à faire une détente (adiabatique). C'est ce qui se passe lorsqu'on débouche une bouteille de champagne. Avant l'ouverture, la pression dans le goulot est de 6 atmosphères. Lorsqu'on débouche, le gaz subit une détente et se refroidit : la vapeur d'eau condense et on voit alors apparaître un petit brouillard. Le gaz (vapeur) est donc devenu liquide (gouttelettes d'eau du brouillard) par détente.
On peut également, sous certaines conditions, comprimer un gaz pour le liquéfier. Cependant, pour que cette compression finisse par liquéfier le gaz, il est nécessaire que la température du gaz soit inférieure à une valeur critique. C'est ce qu'on appelle d'ailleurs la "température critique".
Si par exemple nous avons de l'oxygène gazeux à 20°C et nous souhaitons le liquéfier, nous n'y arriverons jamais en le comprimant tout en le maintenant à 20°C, quelle que soit la pression. Il va falloir d'abord refroidir l'oxygène en dessous de sa température critique qui est de 155 K. Si nous descendons la température de l'O2 à mettons 150 K, nous pourrons ensuite le liquéfier en le comprimant et en le maintenant à cette température (150 K). Nous aurons ainsi de l'O2 liquide à 150 K sous forte pression. Il faudra donc que l'O2 reste dans une enceinte fermée. Sinon, nous pouvons aussi refroidir l'O2 encore davantage et l'obtenir à l'état liquide à la pression atmosphérique.
