הליבה של תאי אגירת אנרגיה לשינוי פאזה היא החומר לשינוי פאזה. חומרים אלו עוברים שינוי פאזה בטמפרטורות ספציפיות (כגון ממוצק לנוזל), סופגים או משחררים כמות גדולה של חום סמוי במהלך תהליך זה, ובכך מווסתים את טמפרטורת הסביבה. לדוגמה, בסביבת- טמפרטורה גבוהה, החומר לשינוי הפאזה סופג חום ונמס, ומוריד את הטמפרטורה שמסביב; בסביבת טמפרטורה- נמוכה, החומר מתמצק ומשחרר חום, תוך שמירה על טמפרטורה יציבה.
