Une substance homogène est une substance qui semble être la même partout à fort grossissement et qui n'a pas de limites de phase visibles à l'intérieur. Une substance homogène peut être un mélange, un composé ou un élément.
Un exemple de mélange homogène est l'eau salée dans laquelle le sel s'est complètement dissous. Dans ce cas, quelle que soit la faible quantité d'eau salée prélevée, la composition de base et l'apparence de l'eau salée restent uniformes. En revanche, l'huile dans l'eau est un mélange hétérogène ou non homogène. Dans ce cas, il est possible de voir clairement les limites de phase entre les gouttelettes d'huile et l'eau environnante.