Пересы́щенный пар — пар, давление которого превышает давление насыщенного пара при данной температуре[1], является метастабильным термодинамическим состоянием. Может быть получен путём увеличения давления пара в объёме, свободном от центров конденсации (пылинок, ионов, капелек жидкости малых размеров и т. д.). Другой способ получения — охлаждение насыщенного пара при тех же условиях. В связи с последним способом получения насыщенного пара применительно к нему используется также наименование переохлаждённый пар[2][3][4]. Кроме того, иногда в литературе встречается термин перенасыщенный пар.
Состояние пересыщенного пара является метастабильным, то есть такое состояние пара способно существовать длительное время, однако оно является термодинамически неустойчивым[5]. Так, при появлении каких-либо центров конденсации часть пара конденсируется, давление оставшегося пара падает, и он переходит в устойчивое состояние насыщенного пара над сконденсировшейся жидкостью. Устанавливается динамическое равновесие между жидкой и газообразной фазами.
Также термодинамически неустойчивыми, метастабильными состояниями являются перегретая, растянутая и переохлаждённая жидкости, неустойчивые для лавинной кристаллизации при температуре ниже равновесной растворимости или температуры плавления, это перенасыщенные растворы, переохлаждённые расплавы. Перегретая жидкость вскипает при образовании центров парообразования.
Метастабильные состояния наблюдаются не только при фазовых переходах газ-жидкость, жидкость-кристалл, но и при других фазовых переходах состояния вещества, например, изменении кристаллической структуры. Так, углерод в виде аллотропической модификации в виде алмаза при нормальных условиях термодинамически неустойчив и находится в метастабильном состоянии, постепенно превращаясь в графит — при этих условиях в устойчивую фазу. Другой пример — превращение белого олова в серое олово при низких температурах.
Охладить пар и получить в результате пересыщенный пар можно путём быстрого расширения непересыщенного пара[6], в процессе близком к адиабатическому. При быстром расширении существенный теплообмен с окружающей средой произойти не успевает, поэтому в таком процессе пар охлаждается. Этот способ получения пересыщенного пара используется в камере Вильсона — устройстве, предназначенном для визуализации траекторий заряженных частиц[4].