純物質 (pure substance) 指的是單一一種物質，它只含有單一一種化學成份。從微觀角度上看，它可再細分為兩類：
只含有單一一種化學成份，且這種化學成份只由單一一種原子構成的，這類純物質稱為元素 (element) 。
只含有單一一種化學成份，但這種化學成份是由兩種或以上元素的原子，按固定比例結合而成的，這類純物質稱為化合物 (compound)。
純物質 (包括元素和化合物) 均只含有單一一種化學成份，因此，純物質具有固定的組成和結構。
例如，金剛石是一種元素，它只由碳原子構成。在金剛石的結構中，成千上萬的碳原子相互連接，構成巨型網狀結構。
又如，水是一種化合物，它只含有單一一種化學成份——水分子。在每個水分子中，氫原子和氧原子的比例是 \(2:1\)。
正因為純物質的組成固定，因此，純物質具有固定的性質。
例如， 氫是由氫原子構成的一種元素。在常溫常壓下，氫是無色無味的氣體；在常壓下，它的熔點是 \(−259^{\circ} \text{C} \)，沸點是 \(−253^{\circ} \text{C} \)；氫具有可燃性，在氧中燃燒生成水。
又如， 二氧化硅是由硅元素和氧元素組成的一種化合物。在常溫常壓下，二氧化硅是十分堅硬的固體；在常壓下，它的熔點是 \(1610^{\circ} \text{C} \)，沸點是 \(2230^{\circ} \text{C} \)；不能導電；難溶於水或非水溶劑；通常情況下，化學性質不活潑。
不論是元素還是化合物，只要兩種純物質混合在一起，並且在混合過程中未發生任何化學反應，那麼，混合後所得到的物質，即是混合物。
例如，將食鹽加入水中，可得到的食鹽水。由於在溶解過程中並未發生化學反應，因此，食鹽水是混合物。
由於純物質混合物成混合物的過程，並未有新物質生成，因此，它是物理變化過程。