Una sostanza omogenea è una sostanza che sembra essere la stessa dappertutto ad alto ingrandimento e non ha confini di fase visibili al suo interno. Una sostanza omogenea può essere una miscela, un composto o un elemento.
Un esempio di miscela omogenea è l'acqua salata in cui il sale si è completamente dissolto. In questo caso, indipendentemente da quanto piccola quantità di acqua salata sia assunta, la composizione di base e l'aspetto dell'acqua salata rimangono uniformi. Al contrario, l'olio nell'acqua è una miscela eterogenea o non omogenea. In questo caso, è possibile vedere chiari confini di fase tra le goccioline di olio e l'acqua circostante.