В зависимости от природы трех компонентов и их взаимодействия друг с другом фазовые диаграммы трехкомпонентных систем имеют различный вид.

1. Три компонента образуют одну пару ограниченно смешивающихся жидкостей. Компоненты А и Б смешиваются друг с другом ограниченно, а компонент С растворяется в каждом из них. Точки фазового разделения образуют одну бинодаль, которая большей частью имеет параболическую форму. Однако ноды, т. е. линии соединяющие точки, отвечающие составам сосуществующих фаз, не всегда параллельны. Они могут иметь разный наклон в зависимости от растворимости компонента С в компоненте А и Б, т. е. от его коэффициента распределения между фазами:

а) Компонент С растворим лучше в компоненте А, чем в компоненте Б, т. е. имеет к нему большее термодинамическое сродство. Он будет содержаться в большем количестве в фазе, обогащенной компонентом А. Следовательно длина отрезка ОС > О'С' (рис. 3а). По мере увеличения количества компонента С составы фаз сближаются, ноды укорачиваются и вырождаются в точку, являющуюся критической. Она лежит не на вершине кривой, а на ее правой ветви;

б) Компонент С лучше растворяется в компоненте Б, чем в компоненте А. Он в большем количестве содержится в фазе, обогащенной компонентом Б, т. е. О'С' > ОС - ноды имеют противоположный наклон , и критическая точка лежит на левой ветви бинодали (рис 3б). Такой вид имеют например фазовые диаграммы системы уксусная кислота - вода - хлороформ. Вода ограниченно смешивается с хлороформом, уксусная кислота лучше растворяется в воде, чем в хлороформе. Если растворимость компонента С в компоненте А и Б совершенно одинакова, то бинодаль симметрична и критическая точка совпадает с ее максимумом (рис 3в).

2. Три компонента образуют две пары ограниченно смешивающихся жидкостей. Фазовые диаграммы имеют одну или две гетерогенные области. Так, для системы вода - бензол - н-бутанол фазовая диаграмма имеет вид, представленный на рис 4а. Неограниченно смешиваются только бензол с н-бутанолом. Две другие пары смешиваются ограниченно. Имеется одна гетерогенная область: две кривые являются частями одной бинодали. На фазовой диаграмме метанол - изооктан - нитробензол имеются две гетерогенные области (рис 4б).

3.Три пары ограниченно смешивающихся жидкостей. В этом случае на фазовой диаграмме могут быть две или три гетерогенные области, но имеется область неограниченного смешения всех трех компонентов (рис 5,а и б).