Een heterogeen mengsel is een type mengsel waarbij de samenstelling niet uniform is door het hele mengsel. Dit betekent dat verschillende delen van het mengsel verschillende samenstellingen of eigenschappen kunnen hebben. Heterogene mengsels zijn vaak gemakkelijk te identificeren omdat ze zichtbare componenten of fasen kunnen hebben die van elkaar gescheiden zijn. Voorbeelden van heterogene mengsels zijn mengsels van vaste stoffen en vloeistoffen (suspensies), mengsels van vloeistoffen en gassen (schuimen) en mengsels van vaste stoffen en gassen (aërosolen). In een heterogeen mengsel kunnen de componenten niet volledig in elkaar worden opgelost en kunnen ze hun individuele eigenschappen behouden. De samenstelling en eigenschappen van een heterogeen mengsel kunnen variëren van het ene gebied van het mengsel tot het andere.