Um material heterogêneo é aquele cujos componentes individuais podem ser discernidos. O material pode ser separado em seus componentes mais facilmente do que um material homogêneo, geralmente por meios mecânicos.
Os materiais heterogêneos são não uniformes e compostos por diversas partes que ocupam o mesmo volume. Na química, os materiais heterogêneos são frequentemente compostos de diferentes estados da matéria, mas nem sempre é esse o caso. Uma suspensão de partículas sólidas em água é heterogênea, mas também o é uma mistura imiscível de água e óleo. O primeiro é um material heterogêneo que consiste em um sólido e um líquido, enquanto o último consiste em dois líquidos.
Se dois componentes formam uma mistura homogênea ou heterogênea depende dos tamanhos relativos dos átomos e do tipo e força de suas interações intramoleculares. Se os átomos dos componentes interagem fortemente uns com os outros, eles podem formar uma mistura homogênea. Os átomos componentes que não interagem uns com os outros têm maior probabilidade de formar uma mistura homogênea. Se os átomos componentes ocupam os espaços vazios intramoleculares entre si, eles podem formar misturas homogêneas com pouca interação intermolecular. A heterogeneidade tem um significado diferente na física, onde implica que os componentes de um sistema devem existir em fases diferentes.
