Полимо́рфное превраще́ние, изменение типа кристаллической решётки твёрдого тела в зависимости от повышения или понижения его температуры либо внешнего давления; переход одной полиморфной модификации в другую. Наблюдается в 26 металлах (железо, марганец, олово и др.), сплавах, неметаллах (С, S, P и др.) и различных химических соединениях.

Условия полиморфного превращения отображает фазовая диаграмма вещества (обычно в переменных: температура Т, давление p и концентрация компонентов х). В процессе полиморфной полимеризации кристаллы новой фазы зарождаются, как правило, от некоторой межфазной поверхности. При высокотемпературных полиморфных превращениях переходы атомов из одной фазы в другую неупорядоченны (т. н. нормальное полиморфное превращение), что приводит к образованию структур из равноосных зёрен. Ниже 0,4–0,5 температуры плавления полиморфное превращение осуществляется однородным сдвигом кристаллической решётки с сохранением координации соседних атомов и сопряжения двух решёток на границе фаз. Это порождает структуры с упорядоченным расположением вытянутых кристаллов (структура типа мартенсита). Полиморфное превращение может быть составной частью фазовых превращений многокомпонентных систем – распада или образования твёрдых растворов, эвтектоидов, бейнита; различие таких превращений заключается в участии диффузии, перераспределяющей компоненты между фазами. К полиморфному превращению также относят т. н. электронные превращения, когда при неизменной кристаллической решётке меняется только конфигурация электронной подсистемы (в сегнетоэлектриках, ферромагнетиках, антиферромагнетиках, сверхпроводниках). Общие черты полиморфного превращения в твёрдом теле проявляются также в жидких кристаллах.