非平衡态相变（nonequilibrium phase transition），理学-物理学-凝聚态物理学-理论和计算凝聚态物理-固体相变，在外界作用下，与外界保持物质能量交换并处于非平衡稳态或亚稳态的系统，当外加条件改变时在其结构、时间演化行为等方面引发的突变。与平衡态相变类似，导致非平衡态相变发生的物理量在相变时达到其临界值。而在临界点附近，系统将表现出其特征的临界行为。非平衡态相变是一个普遍现象，代表性的例子有瑞利-贝纳德对流、激光、“化学钟”（即某些化学反应中出现的有序时空结构）等。如当从下方均匀加热置于重力场中的水平流体薄层时，如果流体薄层上下表面之间的温差低于某个临界值，流体薄层在结构上将保持处处均匀，同时热量也将自下而上均匀地传导；但若使流体薄层上下表面之间的温差高于该临界值，其在结构上将不再均匀，而是涌现出规则的呈周期运动的宏观对流圈或对流胞，使得热量得以通过对流的方式迅速从下表面传递到上表面。这就是所谓的瑞利-贝纳德对流。如此例所示，非平衡态相变可导致系统从无序或对称度高的非平衡稳态向高度有序或对称度低的非平衡稳态转化，是系统实现自组织的一个重要机制。