An azeotrop je mešanica od tekočine ki ohranja svojo sestavo in vrelišče med destilacija. Znana je tudi kot azeotropna zmes ali mešanica s stalnim vreliščem. Azeotropija se pojavi, kadar je zmes kuhano da nastane para, ki ima enako sestavo kot tekočina. Izraz je izpeljan s kombiniranjem predpone "a", kar pomeni "ne" in grških besed za vrenje in obračanje. Besedo sta prvič uporabila v publikaciji angleški kemiki John Wade (1864–1912) in Richard William Merriman leta 1911.
Nasprotno pa mešanice tekočin, ki pod nobenim pogojem ne tvorijo azeotropa, imenujemo zeotropne.
Azeotrope lahko razvrstimo glede na njihovo število sestavnih delov, mešljivost ali vrelišča:
Z vrenjem 95% raztopine etanola v vodi nastane para, ki je 95% etanol. Destilacijo ni mogoče uporabiti za pridobivanje višjih odstotkov etanola. Alkohol in voda se mešata, zato lahko poljubno količino etanola zmešamo s katero koli količino, da pripravimo homogeno raztopino, ki deluje kot azeotrop.
Kloroform in voda na drugi strani tvorita heteroazeotrop. Mešanica teh dveh tekočin se bo ločila in tvorila zgornjo plast, sestavljeno večinoma iz vode z majhno količino raztopljenega kloroforma in spodnje plasti, sestavljene večinoma iz kloroforma z majhno količino raztopljenega voda. Če obe plasti kuhamo skupaj, bo tekočina vrela na nižji
temperatura kot vrelišče vode ali kloroform. Nastala para bo sestavljena iz 97% kloroforma in 3% vode, ne glede na razmerje v tekočinah. Kondenziranje te pare povzroči plasti, ki imajo fiksno sestavo. Zgornja plast kondenzata bo predstavljala 4,4% prostornine, spodnja plast pa 95,6% zmesi.Ker frakcijske destilacije ni mogoče uporabiti za ločevanje sestavnih delov azeotropa, je treba uporabiti druge metode: