Azeotrop je mješavina dviju ili više kemikalija u otopini koje se ne mogu odvojiti osnovnim procesima destilacije jer dijele zajedničku točku vrelišta i točku isparavanja. Kada se azeotrop zagrije ili prokuha, sve se kemikalije pretvaraju u plinovito stanje u jednakim količinama, a ponekad se nazivaju smjesama konstantnog ključanja. Azeotrope može biti teško napraviti jer koncentracije svake kemikalije moraju biti precizno uravnotežene, a njihova gustoća, početna točka vrelišta i površinska napetost moraju biti unutar raspona koji se može dovesti do razine ravnoteže u otopini.
Vjerojatnije je da će do stvaranja azeotropnih smjesa doći ako kemikalije prekursora imaju vrelište koje su blizu jedna drugoj. Također je vjerojatnije da će se kemikalije s različitim električnim polaritetima ili ionskim nabojem međusobno privlačiti kako bi tvorile ovu vrstu smjese. Nekoliko vrsta otapala prirodno će se spojiti u azeotrope zbog ovih uvjeta, te se stoga moraju pažljivo držati odvojeno tijekom industrijskih procesa.
U industriji, azeotrop ima vrijednost jer je mješavina kemikalija u otopini, a ne spoj u kojem te kemikalije pokazuju jake molekularne veze koje nije lako razbiti. To, dakle, omogućuje dizajniranje azeotropa u kojem se sadržaj sastoji od zapaljive i nezapaljive kemikalije koja sveukupno pokazuje nezapaljive karakteristike. Budući da se kemikalije ne odvajaju tijekom isparavanja, izlijevanje neće rezultirati opasnim uvjetima požara.
Zapaljiva otapala često su dio azeotropnih smjesa jer se mogu koristiti, a zatim destilirati tekućinu kako bi se povratilo otapalo i za sobom ostavile onečišćenja. Proces izbjegava opasnost od požara i onečišćenja zraka otapalom budući da je vezan za nezapaljivu komponentu azeotropa. Najčešći primjer ove vrste azeotropa otapala je binarni azeotrop etanol-voda. Normalno, voda vrije na 212° Fahrenheita (100° Celzija), a etanol na 172.94° Fahrenheita (78.3° Celzija), ali u koncentraciji od 95% etanola i 5% vode, oba ključa na 172.76° Fahrenheita (78.2°C). . Ova vrsta smjese se također naziva azeotropom minimalnog vrenja, zbog činjenice da je nova točka vrelišta za oba sastojka niža od one koja je bila izvorno.
Uobičajeni metanolni azeotrop koji je mješavina triju kemikalija, poznat kao ternarni azeotrop, sadrži metanol, acetonitrit i vodu u koncentracijama od 52%, 44%, odnosno 4%. U kombinaciji, imaju točku vrelišta između 149° do 158° Fahrenheita (65° do 70° Celzija), što je najbliže prirodnom vrelištu metanola na 148.1° Fahrenheita (64.5° Celzijusa). Ova posebna smjesa koristi se u recikliranju otapala i laboratorijskom procesu tekućinske kromatografije visokih performansi (HPLC).