El estado del cristal líquido es una fase distinta de la materia observada entre los estados cristalino (sólido) e isotrópico (líquido). Hay muchos tipos de estados del cristal líquido, dependiendo de la cantidad de orden en el material. Esta sección explicará el comportamiento de la fase de los materiales de cristal líquido.

La fase nematic del cristal líquido se caracteriza porque las moléculas no tienen ningun orden posicional pero tienden a disponerse en la misma dirección (a lo largo del director). En el siguiente diagrama , observamos que las moléculas se disponen verticalmente pero se arreglan sin ningún orden determinado.

Los cristales líquidos son materiales anisótropos, y las características físicas del sistema varían con la alineación media con el director. Si la alineación es grande, el material es muy anisótropo. De la misma manera, si la alineación es pequeña, el material es casi isótropo.

Una clase especial de cristal líquido nematic se denomina nematic chiral. Chiral se refiere a la capacidad única de reflejar selectivamente un componente de luz circular polarizada. El nematic chiral se utiliza alternativamente con colestericos. Refiera a la sección en los cristales líquidos colestericos para más información sobre esta mesofase.

La palabra "smectic " se deriva de la palabra griega para el jabón. Este origen aparentemente ambiguo es explicado por el hecho de que la sustancia gruesa, resbaladiza encontrada a menudo en el fondo de un plato de jabón es realmente un tipo de cristal líquido smectic.

El estado smectic es otra mesofase distinta de las sustancias de cristal líquido. Las moléculas en esta fase muestran un grado de orden de translación no presente en el nematic. En el estado smectic, las moléculas mantienen el orden de orientación general del nematics, pero también tienden a alinearse en capas o planos. El movimiento se restringe dentro de estos planos, y los planos separados se observan para fluir más allá de cada uno a otro. El incremento del orden significa que el estado smectic es más "sólido" que el nematic.

Figura de la fase smectic		Foto de la fase smectic (usando un microscopio polarizante)

Muchos compuestos se observa que forman más de un tipo de fase smectic. Tanto como 12 de estas variaciones se han identificado, no obstante solamente las fases más distintas se discuten aquí.

En la mesofase del smectic-A, el director es perpendicular al plano smectic, y no hay orden posicional determinado en la capa. Similarmente, la mesofase smectic-B se orienta con el director perpendicular al plano smectic, pero las moléculas se disponen en una red de hexágonos dentro de la capa. En la mesofase smectic-C, las moléculas se diponen como en la mesofase smectic-A, pero el director está a un ángulo constante de la inclinación medida normalmente del plano smectic.

Figura de la fase smectic C		Foto de la fase smectic C (usando un microscopio polarizante)

Como en el nematic, la mesofase smectic-C tiene un estado chiral señalado C *. constante con el smectic-C, el director hace un ángulo de la inclinación con respecto a la capa smectic. La diferencia es que este ángulo rota de capa en capa formando una hélice. Es decir, el director de la mesofase smectic-C * no es paralela o perpendicular a las capas, y rota a partir de una capa a la siguiente. Observese la rotación del director, representada por las flechas verdes, en cada capa en el diagrama siguiente.

Representación esquemática de una fase smectic C* (izquierda), y una vista de la misma fase, pero a lo largo del eje (derecha).

En algunas mesofases smectic, las moléculas son perturbadas por varias capas situadas por debajo y encima de ellas. Por lo tanto, se observa una pequeña cantidad pequeña de orden tridimensional. El smectic-G es un ejemplo que demuestra este tipo de disposición.

La fase de cristal líquido denominda cholesteric se compone normalemente de moléculas nematic mesogenic que contienen un centro chirla que produce las fuerzas intermoleculares que favorecen la alineación entre moléculas a un ángulo leve. Esto conlleva a la formación de una estructura sobre la cual puede ser visualizado como un montón muy fino de nematic 2D -tales capas con el director en cada capa torcida respecto a las superiores e inferiores. En esta estuctura, los directores se forman realmente como un modelo helicoidal continuo sobre el normal de la capa según lo ilustrado por la flecha negra en la figura y animación siguientes. La flecha negra en la animación representa la orientación del director en la sucesión de capas a lo largo de la pila.

Las moléculas mostradas son simplemente representaciones de los muchos "chiral nematic mesogens" falso en las losas de espesor infinitesimal con una distribución de la orientación alrededor del director. Este no debe ser confundido con la disposición plana encontrada en las mesofases smectic.

Una característica importante de la mesofase cholesteric es el pitch. Se define pitch, p, a la distancia que toma para que el director rote una vuelta completa en la hélice según lo ilustrado en la figura. Un subproducto de la estructura helicoidal de la fase chiral nematic, es su capacidad para reflejar selectivamente la luz de las longitudes de onda iguales a la longitud de pitch, de modo que un color sea reflejado cuando el pitch sea igual a la longitud de onda correspondiente de la luz en el espectro visible. El efecto se basa en la dependencia de la temperatura del cambio gradual en la orientación del director entre las sucesivas capas, que modifica la longitud del pitch dando como resultado una alteración de la longitud de onda de la luz reflejada según la temperatura. El ángulo al cual el director cambia se puede agrandar, estrechando así el pitch, aumentando la temperatura de las moléculas, obteniendo una energía más térmica. Del mismo modo, al disminuir la temperatura de la moléculas aumenta la longitud del pitch del cristal líquido chiral nematic. Esto permite construir un termómetro de cristal líquido que visualice la temperatura de su ambiente reflejandolo mediante un color. Las mezclas de los diferentes tipos de estos cristales líquidos se utilizan a menudo para crear sensores con una variedad amplia de respuestas al cambio de temperatura. Tales sensores se utilizan a menudo para termómetros en forma de peículas sensibles al calor que detectan defectos en las conexiones de la tarjeta de circuito, estado de baterías, presencia de radiación, etc...

Los cristales líquidos en columa son diferentes a los anteriores porque se forman como discos en vez de barras largas. Esta mesofase se caracteriza por columnas apiladas de moléculas. Las pilas de columnas de discos juntas forman un arsenal cristalino de de dos dimensiones. La disposicion de las mismas moléculas dentro de las columnas y la disposición de las columnas conducen a nuevas mesofases.