สารละลาย (solution) หมายถึง สารที่ประกอบด้วยอนุภาคของสารบริสุทธิ์ (ธาตุหรือสารประกอบ) ตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป ละลายเป็นเนื้อเดียวกัน แบ่งเป็น 2 ส่วน คือ ตัวทำลาย และตัวถูกทำลาย โดยตัวถูกละลายจะมีสัดส่วนจำกัดในระดับใดระดับหนึ่ง หากมีสัดส่วนมากเกินพอจะเกิดการตกผลึกกลายเป็นของแข็ง ทั้งนี้ สารละลายจะมีอัตราส่วนการรวมตัวของตัวทำลาย และตัวถูกทำลายที่ไม่คงที่ ทำให้สารละลายมีจุดเดือด และจุดหลอมเหลวไม่คงที่ตามมา

องค์ประกอบของสารละลาย
1. ตัวทำละลาย (Solvent)
ตัวทำละลาย คือ สารที่ให้อนุภาคของสารอื่นสามารถแทรกกระจายตัวอยู่ได้ และเป็นสารที่มีปริมาตรมากกว่าตัวถูกละลาย ซึ่งเป็นได้ทั้งของแข็ง ของเหลว และก๊าซ แต่ที่พบ และถูกใช้ประโยชน์มากจะเป็นของเหลว โดยเฉพาะน้ำสำหรับทำละลาย และของแข็งจากการทำโลหะผสม

โดยทั่วไป ตัวทำละลายที่ประยุกต์ใช้ในทางอุตสาหกรรมหรือนำมาใช้ประโยชน์ จะต้องไม่ทำปฏิกิริยากับตัวถูกละลายเป็นสำคัญ เพราะหากตัวทำปฏิกิริยากับตัวถูกละลายจะทำให้ตัวถูกละลายเปลี่ยนเป็นสารอื่นหรือเสื่อมสภาพไป ไม่เกิดประโยชน์จากตัวถูกละลายในสารละลาย แต่อาจมีประโยชน์จากสารอื่นที่เกิดจากการทำปฏิกิริยา นอกจากนั้น ตัวทำละลายควรเป็นสารที่แยกสกัดออกจากตัวถูกละลายได้ง่าย โดยเฉพาะตัวทำละลายสำหรับการสกัดสารออกจากพืชหรือวัสดุ เช่น การสกัดสารสำคัญจากสมุนไพร

2. ตัวถูกละลาย (Solute)
ตัวถูกละลาย เป็นได้ทั้งของแข็ง ของเหลว และก๊าซ ที่ละลายกระจายตัวอยู่ได้ทั้งในสารทั้ง 3 ชนิด แต่ตัวถูกละลายมีขนาดอนุภาคเล็กกว่า 10-7 เซนติเมตร หรือเล็กกว่า 0.001 ไมครอน จึงสามารถกระจายตัวแทรกอยู่กับตัวทำละลายเป็นเนื้อเดียวกันอย่างสมบูรณ์ ทั้งนี้ สารละลายไม่สามารถแยกออกจากตัวทำละลายด้วยวิธีตกตะกอน และการกรองกรอง แต่สามารถแยกออกจากตัวทำละลายได้ในวิธีต่างๆ ได้แก่ การกลั่น โครมาโทกราฟี และการให้ความร้อนหรือการตกผลึก เป็นต้น เช่น น้ำหวานที่ได้จากการละลายน้ำตาลทรายในน้ำ เมื่อนำน้ำหวานมาให้ความร้อนจนตัวทำละลาย คือ น้ำ ระเหยจนหมดจะคงเหลือผลึกของน้ำตาลทราย ซึ่งการตกผลึกจะเริ่มเมื่อสารละลายน้ำตาลทรายมีความเข้มข้นถึงจุดวิกฤตที่จะละลายในน้ำได้ เพราะความเข้มข้นของน้ำตาลทรายจะเพิ่มขึ้น ขณะที่น้ำมีปริมาณน้อยลงจากการระเหยอย่างต่อเนื่อง