Vật liệu không đồng nhất là vật liệu có các thành phần riêng lẻ có thể được phân biệt rõ ràng. Vật liệu có thể được tách thành các thành phần dễ dàng hơn so với vật liệu đồng nhất, thường thông qua các phương tiện cơ học.
Vật liệu không đồng nhất là không đồng nhất và bao gồm các bộ phận khác nhau chiếm cùng một thể tích. Trong hóa học, các vật liệu không đồng nhất thường bao gồm các trạng thái khác nhau của vật chất, nhưng điều này không phải lúc nào cũng đúng. Huyền phù của các hạt rắn trong nước là không đồng nhất, nhưng cũng là một hỗn hợp không thể trộn lẫn của nước và dầu. Vật liệu đầu tiên là một vật liệu không đồng nhất bao gồm một chất rắn và một chất lỏng, trong khi vật liệu sau bao gồm hai chất lỏng.
Việc hai thành phần tạo thành một hỗn hợp đồng nhất hay không đồng nhất phụ thuộc vào kích thước tương đối của các nguyên tử và loại và cường độ của các tương tác nội phân tử của chúng. Nếu các nguyên tử của các thành phần tương tác mạnh với nhau, chúng có thể tạo thành một hỗn hợp đồng nhất. Các nguyên tử thành phần không tương tác với nhau có nhiều khả năng tạo thành một hỗn hợp đồng nhất. Nếu các nguyên tử thành phần chiếm chỗ trống trong phân tử giữa nhau, chúng có thể tạo thành hỗn hợp đồng nhất với ít tương tác giữa các phân tử. Tính không đồng nhất mang một ý nghĩa khác trong vật lý, ở đó nó ngụ ý rằng các thành phần của hệ thống phải tồn tại trong các giai đoạn khác nhau.
