Heteroazeotrop – trójfazowa mieszanina azeotropowa, czyli taki azeotrop, w którym z parą współistnieją różne niemieszające się roztwory, np. dwie fazy ciekłe (w przypadku układów dwuskładnikowych). Na wykresach fazowych odniesionych do stałego ciśnienia znajduje się odcinek izotermy, którego końce określają zawartości składników w obu współistniejących roztworach (roztwory wzajemnie nasycone). Punkt określający skład pary leży pomiędzy nimi. Skład pary nie zależy od udziałów obu faz ciekłych w układzie – nie ulega zmianom dopóki w układzie znajdują się oba roztwory, co jest konsekwencją reguły faz Gibbsa.
Podstawy fizykochemiczne Azeotropy powstają w sytuacji, gdy roztwór rzeczywisty wykazuje znaczne odstępstwa od prawa Raoulta. Duże odstępstwa dodatnie występują wówczas, gdy prężność pary nad mieszaniną A i B jest większa od prężności obliczonej przy założeniu addytywności (prawo Raoulta). Może być większa od prężności par nad czystymi składnikami A i B. Przyczyną jest dużo większe przyciąganie międzycząsteczkowe A–A i B–B od przyciągania A–B. W tej sytuacji temperatura wrzenia roztworu dwuskładnikowego jest niższa od temperatur wrzenia składników.