Para entender o que é um sistema homogêneo, precisamos primeiro conhecer a que o conceito de sistema material se refere.

Um sistema é um módulo ordenado de elementos que interagem entre si e estão inter-relacionados. Material, por outro lado, é aquilo que está relacionado à matéria (a realidade primária que é percebida pelos sentidos e que compõe as coisas). O sistema material é entendido, desta forma, para a porção de matéria que é isolada de modo que possa ser submetida a certos estudos.

Um sistema homogêneo é aquele sistema material que possui as mesmas propriedades e composição química em todos os seus pontos . Em outras palavras: o sistema material homogêneo tem uma fase única que pode ser sólida, gasosa ou líquida.

O adjetivo homogêneo, de fato, menciona que uma substância (ou uma combinação de diferentes substâncias) apresenta uniformidade em sua estrutura e composição. É por isso que sistemas homogêneos são sistemas que preenchem essa particularidade em todos os seus pontos.

Se nos concentrarmos em questões químicas, podemos dizer que um sistema homogêneo tem propriedades intensivas do mesmo valor em cada um dos seus pontos. Esses sistemas, por outro lado, podem ser substâncias puras (compostas ou simples) ou soluções (quando um soluto se dissolve em um solvente).

A salmoura é um exemplo de um sistema homogêneo. Este sistema é uma dissolução que ocorre quando o sal comum se dissolve na água. O processo envolve o desenvolvimento de uma fase única em que os dois componentes (sal e água) não podem mais ser distinguidos.

Da mesma forma, pode-se determinar que a água potável é um sistema homogêneo.

Quando se fala em sistema homogêneo, irremediavelmente também se refere ao heterogêneo. Isto é identificado porque se desenvolve através de várias fases e porque a matéria sobre a qual está centrada não é uniforme, ou seja, possui propriedades diferentes ao longo da mesma, pelo menos em dois dos seus pontos. Este seria o caso, por exemplo, do feldspato, do quartzo ou mesmo do granito, sem esquecer a pólvora, entre outros.

É interessante estabelecer que tanto a homogeneidade quanto a heterogeneidade se revelam variáveis, na medida em que se pode acreditar que uma existe e realmente faz a outra. Para entender se, por exemplo, o sangue à primeira vista pode ser um sistema homogêneo, quando uma amostra é colocada e observada por um microscópio, fica claro que não, é claramente heterogêneo.

No entanto, não podemos ignorar que dentro do campo da matemática também se compromete a fazer uso do termo sistema homogêneo. Em particular, neste caso, o mesmo é usado para se referir a certos sistemas de equações, mais precisamente àqueles que são identificados pelo fato de que todos e cada um de seus termos independentes são zero, isto é, nulos.

Destes, é ainda determinado que são compatíveis, embora certos compatíveis e indeterminados possam ser compatíveis.