Ar, xarope e chuva são exemplos de substâncias homogêneas, enquanto pizza, sangue e cascalho são exemplos de heterogêneos. Os componentes de substâncias homogêneas são uniformemente distribuídos em uma única fase, enquanto os de heterogêneos as substâncias são distribuídas de maneira não uniforme e podem ser compostas por várias fases.
A distinção entre substâncias homogêneas e heterogêneas é importante na classificação de misturas químicas. Geralmente é possível separar uma substância heterogênea em seus componentes individuais por meios físicos, como peneiramento, filtração ou separação centrífuga.
A separação de substâncias heterogêneas é geralmente muito mais difícil, necessitando de destilação, recristalização ou outro processo físico-químico complexo. Algumas misturas heterogêneas podem se tornar homogêneas por meio de um processo denominado homogeneização. Este processo é comumente usado para misturar leite com creme, uma mistura heterogênea, para produzir leite homogeneizado.
Os conceitos de homogeneidade e heterogeneidade podem ser aplicados em outros ramos da ciência além da química. Homogeneidade e heterogeneidade podem ser aplicadas à estrutura das galáxias na astronomia, por exemplo. Galáxias com distribuições uniformes de estrelas são homogêneas, enquanto aquelas com distribuições não uniformes são heterogêneas. Em física, sistemas com múltiplas fases do mesmo tipo de matéria, como gelo, água líquida e vapor d'água, são chamados de sistemas heterogêneos.
