理科の授業で液体を加熱する際、沸騰石を投入する最大の目的は突沸を防ぐ理由そのものにあります。水やエタノールなどの液体をビーカーや試験管で熱すると、本来の沸点（水であれば1気圧下で100℃）に達しても泡が出ず、静かに温度だけが沸点を超えて上昇してしまうケースがあります。この現象を熱力学で「過熱（過加熱状態）」と呼びます。
過熱状態に陥った液体は、外見上は極めて静穏を保っていますが、内部には膨大な熱エネルギーが閉じ込められており、極めて不安定な状態にあります。ここに微細な振動や塵、刺激が加わると、液体の内部から一瞬にして爆発的な体積膨張（水から水蒸気への相転移で体積は約1,700倍に膨張）が起き、熱湯や薬品が周囲へ凄まじい勢いで吹き飛びます。これこそが突沸現象の危険性です。
この惨劇を未然に防ぐのが沸騰石の仕組みです。沸騰石を顕微鏡で観察すると、無数のミクロな隙間が存在する多孔質構造をしていることが分かります。この微細な孔の中には、目に見えない微量の空気が閉じ込められています。
液体を加熱していくと、孔の中の空気が熱膨張するとともに、溶存していた気体成分が温度上昇に伴う溶解度低下によって飽和し、孔の内部へと集まります。これが気泡の核形成として機能します。沸点に達する前から常に小さな気泡が連続して供給されることで、熱エネルギーが局所的に溜まることなく、泡となって液体外へ放出されます。その結果、急激な相変化を回避し、液体は均一かつ穏やかな沸騰を維持し続けることができるのです。
