Les substances fluides peuvent être rangés en trois catégories principales : liquides, gaz et plasmas, chacune distiffrant en termes de structure interne, de comportement macroscopique et de propriétés physiques. En plus des liquides, des gaz et des plasmas, il existe d'autres types de matériaux ou de systèmes qui peuvent être qualifiés de fluides dans certains contextes. Ces fluides peuvent présenter des comportements et des propriétés particulières, souvent en raison de leur structure interne ou de leur interaction avec des forces externes. 

Liquides.
Les molécules d'un liquide sont proches les unes des autres, mais elles ne sont pas rigoureusement organisées comme dans un solide. Elles peuvent se déplacer librement entre elles tout en restant fortement attirées par les forces intermoléculaires (comme la cohésion).

Les liquides n'ont pas de forme fixe et prennent la forme du récipient qui les contient. Cependant, ils maintiennent leur volume constant. Ils sont généralement incompressibles, c'est-à-dire que leur volume ne change pas significativement sous l'effet de pressions modérées.

Les liquides ne supportent pas la traction et tendent à résister à la compression. Ils peuvent circuler et remplir un espace sous l'influence de forces externes (pesanteur, pression, etc.).

Les liquides ont une viscosité relativement élevée (il y a une résistance notable au mouvement interne de leurs particules). Leur capacité thermique spécifique est elle aussi relativement élevée (ils peuvent stocker beaucoup d'énergie thermique).

Gaz.
Les molécules d'un gaz sont très éloignées les unes des autres et se meuvent de manière aléatoire à haute vitesse. Les forces intermoléculaires sont négligeables par rapport aux énergies cinétiques des molécules.  Les gaz se dilatent lorsque leur température augmente, conformément à la loi de Charles. Les molécules de gaz se mélangent rapidement entre elles grâce à leur mouvement aléatoire.

Les gaz n'ont ni forme ni volume fixe. Ils s'étendent pour remplir tout l'espace disponible dans leur conteneur et augmentent leur volume proportionnellement à la diminution de la pression. Ils sont également compressibles, ce qui signifie qu'ils peuvent changer de volume sous l'effet de pressions externes. Ils ne résistent pas à la traction.

Les gaz ont une viscosité relativement faible, ce qui signifie qu'il y a peu de résistance au mouvement interne de leurs particules.

Fluides conducteurs de l'électricité. 
Les fluides conducteurs de l'électricité (plasmas, électrolytes) sont caractérisés par la présence d'ions et d'électrons libres, capables de migrer sous l'influence d'un champ électrique, ce qui leur confère des propriétés distinctives par rapport aux fluides classiques car ils interagissent simultanément avec les forces hydrodynamiques et électromagnétiques. On parle ici de phénomènes magnétohydrodynamiques (MHD).

Plasmas.
Parfois, considérés comme le quatrième état de la matière, les plasmas sont des gaz ionisés dans lesquels un grand nombre d'électrons libres coexistent avec des noyaux atomiques chargés positivement (ions). Cette coexistence rend non seulement les plasmas conducteurs d'électricité, mais crée un milieu où les interactions électromagnétiques jouent un rôle dominant. 

Ainsi, comme les gaz ordinaires, les plasmas n'ont-ils ni forme ni volume fixes et peuvent être comprimés ou étendus sous l'effet de champs externes, mais leur comportement est davantage influencé par des forces électromagnétiques plutôt que seulement par des forces mécaniques. Les plasmas peuvent avoir une viscosité variable, mais ils sont souvent plus complexes à modéliser que les liquides ou les gaz. Ils  peuvent exister dans des états de transition entre les gaz et les solides (plasmas denses dans les étoiles).

Les plasmas peuvent être trouvés naturellement dans l'atmosphère terrestre, dans les étoiles 'ex. dans la couronne solaire) et le milieu interstellaire, ainsi que dans des environnements artificiels comme les fusées à plasma et les tokamaks, où les plasmas sont maintenus à haute température et à haute densité pour favoriser la réaction nucléaire.

• La couronne solaire est une région de haute température et de faible densité située au-dessus de la photosphère solaire, où des champs magnétiques puissants interagissent avec un plasma conducteur. Les phénomènes magnétohydrodynamiques sont responsables de la formation et de l'évolution des structures telles que les protubérances, les jets de plasma, et les éjections de masse coronale. Les champs magnétiques complexes génèrent des forces de Lorentz qui peuvent accélérer le plasma et maintenir des températures extrêmement élevées, bien supérieures à celles de la photosphère. Les oscillations magnétiques, notamment les modes d'oscillation d'Alfvén, jouent également un rôle important dans la propagation d'ondes et dans la dissipation d'énergie dans cette région. Les instabilités hydromagnétiques peuvent conduire à la fragmentation des structures magnétiques et à la libération d'énergie, qui sera un moteur pour le vent solaire.

• L'ionosphère terrestre, quant à elle, est une couche de l'atmosphère terrestre où les particules sont largement ionisées et où des courants électriques peuvent circuler en interaction avec le champ magnétique terrestre. Dans l'ionosphère terrestre, les phénomènes MHD interviennent dans la dynamique des courants électriques et des champs magnétiques induits par le vents solaire et les perturbations géomagnétiques. Les courants de plasma qui s'y observent sont influencés par le champ magnétique terrestre et par les variations de l'environnement extérieur. Les ondes d'Alfvén, similaires à celles observées dans la couronne solaire, peuvent se propager dans l'ionosphère, transportant de l'énergie et modifiant localement les champs magnétiques. Les interactions entre le vent solaire et l'ionosphère peuvent également provoquer des phénomènes tels que les aurores polaires, qui résultent de la collision des particules chargées accélérées par les champs magnétiques avec les molécules de l'atmosphère.

Les plasmas sont souvent très chauds et émettent de la lumière intense. Par exemple, les arcs électriques et les feux d'artifice sont des manifestations visibles de plasmas. Les plasmas interviennent d'ailleurs dans des domaines variés, comme, par exemple, dans la fabrication de semi-conducteurs (via les procédés de dépôt de films minces).

Electrolytes.
Les électrolytes sont des solutions aqueuses de sel, des acides, des bases, ou encore des mélanges contenant des composés organiques ou inorganiques et contenant des ions libres provenant de la dissociation de molécules ionisables, c'est-à-dire où des molécules se décomposent en ions positifs (cations) et négatifs (anions). Contrairement aux plasmas, les électrolytes ne possèdent pas une population significative d'électrons libres, mais leurs ions chargés peuvent se déplacer sous l'effet d'un champ électrique, permettant ainsi la conduction électrique. La dynamique des électrolytes est influencée par des phénomènes tels que la diffusion ionique, la migration des ions sous champ électrique, et les interactions entre ions et solvant.

Dans les études magnétohydrodynamiques des électrolytes, les équations de Navier-Stokes peuvent être utilisées pour décrire les mouvements hydrodynamiques, mais elles doivent être adaptées pour inclure les effets des forces électriques et des interactions ioniques. La viscosité apparente des électrolytes peut varier en fonction de la concentration ionique et de la température, car les interactions entre ions peuvent modifier la résistance au déplacement des particules. De plus, les phénomènes comme la migration thermique des ions (effet Soret) et la migration osmotique peuvent influencer la distribution des concentrations ioniques dans le fluide.

Les interfaces entre électrolytes et autres phases (solides, gaz) sont également des sujets importants. Par exemple, les phénomènes de double couche électrique à la surface des solides immergés dans un électrolyte intervient dans la stabilisation des colloïdes et dans les processus de filtration et de séparation. Ces phénomènes sont décrits par des modèles théoriques, tels que le modèle de Gouy-Chapman et le modèle de Stern, qui tiennent compte de l'accumulation d'ions à la surface des solides et de leur interaction avec le champ électrique local.

• Le modèle de Gouy-Chapman décrit la distribution des ions dans une couche diffuse autour d'une interface solide-liquide, comme celle d'un électrode immergée dans un électrolyte. Il suppose que les ions sont répartis de manière asymétrique en raison de l'interaction électrique entre les charges fixes sur la surface solide et les charges mobiles dans le liquide. Ce modèle prend en compte la diffusion thermique des ions et la polarisation électrique, mais il ne tient pas compte des interactions entre les ions eux-mêmes.

• Le modèle de Stern est une extension du modèle de Gouy-Chapman. Il introduit une distinction entre une sous-couche compacte (ou sous-couche de Stern) proche de la surface solide où les ions sont fortement attirés et une couche diffuse plus éloignée. Dans cette sous-couche compacte, les ions sont immobilisés ou fortement contraints par des interactions fortes avec la surface, tandis que dans la couche diffuse, ils sont plus libres de se déplacer en réponse aux champs électriques. Le modèle de Stern permet ainsi une description plus précise des phénomènes électrochimiques en tenant compte de ces deux régimes distincts.

Autres types de fluides.
Voici quelques exemples de ces autres types de fluides :

Fluides granulaires.
Les fluides granulaires sont des systèmes constitués de particules solides (comme des grains de sable, des billes, des particules en poudre, etc.) qui se comportent de manière similaire à des fluides sous certaines conditions. Ces particules sont soumises à des forces de contact et de frottement, mais peuvent se déplacer librement en certains cas.

Les fluides granulaires peuvent passer d'un état fluide (où les particules glissent les unes sur les autres) à un état solide (où les particules s'organisent en une structure rigide), comme dans les avalanches, les dunes et d'autres structures complexes.
Exemples : sable en mouvement dans un lit de rivière; poudres et particules dans des silos industriels.

Fluides non-newtoniens.
Les fluides non-newtoniens ne suivent pas la loi de Newton concernant la relation linéaire entre la vitesse de déformation (ou la déformation) et la force de cisaillement (viscosité). Ils présentent une viscosité qui varie en fonction de la vitesse ou de la force appliquée. Types de fluides non-newtoniens :

• Fluides dilatables. - La viscosité diminue avec la vitesse de cisaillement (ex. : sang, maïzena).

• Fluides thixotropes. - La viscosité diminue avec le temps sous une force constante (ex. : peinture, bétons fluides).

• Fluides rheopectiques. - La viscosité augmente avec le temps sous une force constante (ex. : certains colles).

• Fluides pseudoplastiques. - La viscosité diminue avec la vitesse de cisaillement (mais pas de manière linéaire) (ex. : pâte de ketchup, certains polymères).

Les fluides supercritiques n'ont pas de frontière claire entre la phase liquide et la phase gazeuse. Ils combinent des capacités de dissolution des liquides et des capacités de diffusion des gaz. Exemples : dioxyde de carbone supercritique (utilisé pour extraire des huiles essentielles); azote supercritique (utilisé en cryogénie).

Fluides ferrofluides.
Les ferrofluides sont des fluides magnétiques constitués de nanoparticules métalliques (généralement du fer) dispersées dans un fluide organique ou aqueux. Ces nanoparticules sont capables de répondre aux champs magnétiques.

Les ferrofluides peuvent former des structures complexes sous l'influence d'un champ magnétique. On les rencontre dans les technologies magnétiques (Utilisation dans les joints magnétiques), l'isolation thermique, des dispositifs médicaux, etc.

Fluides supersaturés.
Les fluides supersaturés sont des fluides contenant une concentration de soluté plus élevée que celle correspondant à la saturation pour une température donnée. Ces fluides sont instables et tendent à précipiter ou à former des cristaux ou des bulles. 
Exemples : solutions aqueuses de sucres ou de sel en excès.

Fluides colloïdaux.
Les fluides colloïdaux sont des systèmes où des particules de taille intermédiaire (entre 1 nm et 1 µm) sont dispersées dans un milieu (phase continue). Ces particules peuvent être des solides, des liquides ou même des gaz. Les particules sont suffisamment petites pour rester en suspension dans le milieu continu, mais suffisamment grandes pour interagir entre elles. On les utilise pour la fabrication de nanomatériaux et  de cosmétiques, ou encore dans les biotechnologie, etc. Exemples : lait, crème, peintures, gels.

Fluides viscoélastiques.
Les fluides viscoélastiques combinent des propriétés visqueuses (résistance au mouvement) et élastiques (capacité de retour à leur forme initiale après déformation). 
Exemples : gommes, peintures élastiques, certains polymères.