الهواء خليط، وكذلك ماء البحر والجرانيت وكيس من خليط المكسرات. الخليط هو مزيج من مواد غير مرتبطة كيميائياً، حيث تحتفظ كل مادة بخصائصها المميزة. قد تختلف نسب هذه المواد، ويمكن عادةً فصلها بوسائل فيزيائية، مثل الترشيح أو التقطير أو التبخير.

تُصنّف المخاليط إلى نوعين: متجانسة وغير متجانسة. المخلوط المتجانس، ويُسمى أيضًا محلولًا، له نفس التركيب في جميع أجزائه. الماء المالح والهواء مثالان على المخلوط المتجانس. أما المخلوط غير المتجانس، فيتكون من أجزاء مختلفة ظاهريًا. الرمل وبرادة الحديد، والزيت والماء، وعجينة كعكة رقائق الشوكولاتة أمثلة على المخاليط غير المتجانسة. ويعتمد التمييز بينهما على مقياس الملاحظة. فالحليب، على سبيل المثال، يبدو متجانسًا، ولكنه في الواقع غرواني، حيث تتوزع قطرات الدهون فيه.

تنتشر المخاليط في كل مكان في الكيمياء وفي الحياة اليومية. فالسبائك عبارة عن مخاليط من المعادن، والوقود عبارة عن مخاليط من الهيدروكربونات، والأطعمة عبارة عن مخاليط معقدة من البروتينات والدهون والكربوهيدرات والماء، والمستحضرات الصيدلانية عبارة عن مخاليط من المكونات الفعالة والمواد المساعدة. ويُعد فصل المخاليط جزءًا أساسيًا من الهندسة الكيميائية، ومن تقنيات الفصل المستخدمة: التقطير، والاستخلاص، والكروماتوغرافيا، والترشيح.

الفرق الرئيسي بين المخلوط والمركب هو أن المركب له تركيب ثابت وخصائص جديدة، بينما المخلوط له تركيب متغير ويحتفظ بخصائص مكوناته. يمكن تخفيف الماء المالح أو تركيزه. أما الماء فهو دائمًا H₂O.