Lithium hat einen Siedepunkt von 1.342 Grad Celsius und einen Gefrierpunkt von 180,5 Grad Celsius. Aufgrund des hohen Gefrierpunkts von Lithium liegt es bei Raumtemperatur als Feststoff vor.
Der Gefrierpunkt von Lithium entspricht seinem Schmelzpunkt. Hier befinden sich die feste und flüssige Phase von Lithium im Gleichgewicht. Obwohl der Schmelzpunkt von Lithium im Vergleich zu vielen Übergangsmetallen sehr niedrig ist, ist er der höchste aller Alkalimetalle. Zum Vergleich: Natrium hat einen Schmelzpunkt von 97,7 Grad Celsius, während Wasserstoff einen Schmelzpunkt von minus 259,1 Grad Celsius hat, was nahe am absoluten Nullpunkt liegt.