Lorsque l'on observe une matière, son apparence ne permet pas toujours de savoir de quoi elle est composée. Une eau limpide peut contenir uniquement des molécules d'eau, mais elle peut aussi contenir des sels minéraux dissous. Un métal peut être constitué d'un seul élément ou être un alliage de plusieurs éléments.

Pour décrire la composition de la matière, les chimistes distinguent les corps purs et les mélanges.

Les corps purs

Un corps pur est une matière constituée d'une seule espèce chimique. Il peut être formé d'un seul élément chimique, comme le cuivre ou le dioxygène, ou d'un composé chimique, comme l'eau pure constituée de molécules H₂O.

Un corps pur possède des propriétés caractéristiques qui permettent de l'identifier. Par exemple, l'eau pure bout à 100 °C à pression atmosphérique normale et la glace d'eau fond à 0 °C. Ces valeurs ne dépendent pas de la quantité d'eau étudiée.

Les mélanges

Un mélange contient plusieurs espèces chimiques différentes. Chaque constituant conserve ses propres propriétés, même si l'ensemble forme une seule matière en apparence.

L'air est un mélange de plusieurs gaz, principalement du diazote et du dioxygène. L'eau de mer contient de l'eau et de nombreux sels minéraux dissous. Le granite contient plusieurs minéraux visibles, comme le quartz, le feldspath et le mica.

Les mélanges peuvent être séparés grâce aux propriétés différentes de leurs constituants. La filtration permet par exemple de séparer un solide insoluble d'un liquide, la décantation utilise les différences de densité, et la distillation exploite les différences de température d'ébullition.