Quando aquecido, o iodo sólido sofre sublimação a aproximadamente 184°C (363°F) a 1 atmosfera, transicionando diretamente para um gás violeta. O processo é reversível: resfriar o gás deposita cristais de iodo sólido.
A rede cristalina molecular do iodo é mantida por fracas forças de van der Waals. A energia térmica facilmente supera essas forças, permitindo que as moléculas escapem para a fase gasosa sem formar um líquido.
A sublimação é usada em purificação (ex. cristais de iodo) e em liofilização.