Las bolas de naftaleno son sublimes porque tienen una alta presión de vapor a temperatura ambiente. Esto significa que las moléculas de naftaleno pueden escapar de la fase sólida a la fase gaseosa sin fundirse primero. El proceso de sublimación está impulsado por la diferencia en la energía libre de las fases sólida y gaseosa. A temperatura ambiente, la energía libre de la fase gaseosa es menor que la de la fase sólida, por lo que las moléculas de naftaleno tenderán a escapar del sólido hacia la fase gaseosa.

La tasa de sublimación aumenta al aumentar la temperatura. Esto se debe a que cuanto mayor es la temperatura, mayor es la diferencia en la energía libre de las fases sólida y gaseosa. La tasa de sublimación también aumenta al aumentar la superficie. Esto se debe a que cuanto mayor sea la superficie, más moléculas de naftaleno podrán escapar de la fase sólida a la fase gaseosa.

Las bolas de naftalina se utilizan a menudo como repelente de polillas porque liberan un gas que es tóxico para las polillas. El gas también es tóxico para los humanos, por lo que es importante utilizar bolas de naftalina en un área bien ventilada.