Generalmente, la solubilidad de una sustancia sólida aumenta con la temperatura. Pero la dependencia varía de manera considerable de una a otra sustancia. Por ejemplo, la solubilidad del nitrato de sodio aumenta considerablemente con la temperatura, mientras que la del bromuro de sodio casi no cambia. Esta gran variación proporciona una forma de obtener sustancias puras a partir de disoluciones.
La cristalización fraccionada es la separación de una mezcla de sustancias en sus componentes puros con base en sus diferentes solubilidades.
Muchos de los compuestos sólidos, inorgánicos y orgánicos, que se utilizan en el laboratorio se purifican mediante la cristalización fraccionada. Por lo general, el método funciona mejor si el compuesto que se va a purificar tiene una curva de solubilidad con una gran pendiente; es decir, si es mucho más soluble a altas temperaturas que a temperaturas bajas. De otra manera, una gran parte del compuesto permanecerá disuelto a medida que se enfría la disolución. La cristalización fraccionada también funciona mejor si la cantidad de impurezas en la disolución es relativamente pequeña.