Le sfere di naftalene sono sublimi perché hanno un'elevata pressione di vapore a temperatura ambiente. Ciò significa che le molecole di naftalene sono in grado di fuggire dalla fase solida alla fase gassosa senza prima sciogliersi. Il processo di sublimazione è guidato dalla differenza nell'energia libera delle fasi solida e gassosa. A temperatura ambiente, l'energia libera della fase gassosa è inferiore a quella della fase solida, quindi le molecole di naftalene tenderanno a fuoriuscire dalla fase solida e nella fase gassosa.

La velocità di sublimazione aumenta con l'aumentare della temperatura. Questo perché maggiore è la temperatura, maggiore è la differenza nell'energia libera delle fasi solida e gassosa. Anche la velocità di sublimazione aumenta con l'aumentare della superficie. Questo perché maggiore è l'area superficiale, più molecole di naftalene potranno fuoriuscire dallo stato solido e passare alla fase gassosa.

Le palline di naftalene sono spesso usate come repellente per tarme perché rilasciano un gas tossico per le tarme. Il gas è tossico anche per l'uomo, quindi è importante utilizzare le sfere di naftalene in un'area ben ventilata.