Une solution sursaturée est une solution avec plus de soluté dissous que le solvant ne le ferait normalement dans ses conditions actuelles. La sursaturation est obtenue en dissolvant un soluté dans un ensemble de conditions, puis en le transférant dans d'autres conditions sans déclencher aucune libération du soluté. Les solutions sursaturées sont extrêmement instables, mais nécessitent souvent un événement déclencheur pour commencer à revenir à un état stable via le soluté sortant de la solution.
Un exemple courant de solution sursaturée est la boisson gazeuse. Ceux-ci contiennent des quantités beaucoup plus importantes de dioxyde de carbone dissous que ce qui serait possible dans des conditions normales. Le gaz est maintenu dissous par une pression accrue, mais commence immédiatement à former des bulles de gaz libéré où la solution est en contact avec son récipient une fois que cette pression est libérée en ouvrant le récipient.
Des solutions sursaturées de substances courantes telles que le sucre sont également possibles. L'eau peut dissoudre plus de sucre à des températures plus élevées, donc le refroidissement d'une solution soigneusement préparée d'eau sucrée entièrement concentrée à des températures élevées donne une solution sursaturée de sucre. Une ficelle ou un autre objet placé dans la solution donne aux cristaux de sucre un endroit pour sortir de la solution, et tout objet ainsi inséré développe lentement une couche de sucre solide. Des réactions plus rapides et plus dramatiques sont possibles avec différents solutés.