Przy określonej proporcji A : B występuje minimum temperatury wrzenia (maksimum prężności par – azeotrop dodatni).
Różnica między siłami oddziaływania między cząsteczkami jednakowymi i różnymi może się zwiększać w miarę ochładzania roztworu. W niektórych wypadkach prowadzi to do pojawienia się zmętnienia, a następnie rozwarstwienia cieczy. Powstają dwa współistniejące roztwory nasycone (A w B i B w A). Zakres ograniczonej mieszalności cieczy przeważnie rozszerza się w miarę dalszego obniżania temperatury.
Na wykresach fazowych ilustrujących heteroazeotropię obszary współistnienia cieczy z parą i obszar współistnienia dwóch cieczy są połączone. Granicą między nimi jest odcinek izotermy, na którym mieszczą się punkty odpowiadające wszystkim układom trójfazowym ciecz–ciecz–para. Zgodnie z regułą faz Gibbsa takie układy są inwariantne (niezmiennicze, zerozmienne) – nie dysponują żadnym stopniem swobody (s = 0). Pozostają w stałej temperaturze tak długo, dopóki nie zmniejszy się liczba współistniejących faz.