Při jednoduché destilaci se směs kapalin zahřeje na teplotu, při které bude vařit jedna z jejích složek, poté se pára z horké směsi sbírá a znovu kondenzuje na kapalinu. Tento proces je rychlý a relativně přímočarý, ale existuje mnoho druhů směsí, které nelze takto oddělit a vyžadují pokročilejší přístup.
Nečistoty
Jelikož se směs v jednoduché destilaci vaří a rekondenzuje pouze jednou, je výsledné složení směsi produkt bude odpovídat složení páry, což znamená, že může obsahovat významné nečistoty. Čím blíže budou body varu kapalin ve směsi, tím nečistější bude konečný produkt. V důsledku toho se jednoduchá destilace obvykle používá pouze v případě, že jsou body varu složek směsi odděleny nejméně o 25 stupňů Celsia. Směsi s bližšími body varu lze oddělit frakční destilací.
Azeotropické směsi
V některých případech mohou být směsi kapalin vytvořeny tak, že při vaření mají jejich páry stejné složení jako samotná směs. Nazývají se azeotropy. Ethanol je možná nejčastěji uváděný příklad; směs 95,6 procenta ethanolu a 4,4 procenta vody bude ve skutečnosti vařit při nižší teplotě než ethanol nebo voda. Jednoduchá destilace tedy nemůže změnit složení této směsi. Azeotropické směsi nelze oddělit ani frakční destilací a obvykle vyžadují jiné přístupy.
Spotřeba energie
Zahřátí kapaliny nebo směsi kapalin k varu vyžaduje spoustu energie. Pokud je tato energie generována spalováním fosilních paliv, zvýší se emise uhlíku a možná se proces prodraží. Například k destilaci etanolu jsou zapotřebí značné vstupy fosilních paliv. V laboratoři se jednoduchá destilace často provádí pomocí zařízení zvaného rotovap, které za účelem snížení teploty varu směsi aplikuje vakuum. U velkého množství chemikálií je však tento druh přístupu méně praktický.
Chemické reakce
Zahřátí směsi na teplotu varu může způsobit nežádoucí chemické reakce, což může být problém, pokud se pokoušíte izolovat konkrétní produkt. Pokud byste například reagovali s čerstvým bromovodíkem s butadienem při teplotě 0 stupňů, dostali byste směs, která obsahovala více 3-brom-1-butenu než 1-brom-2-butenu. Zahřátí směsi by však způsobilo další reakci, která by změnila složení směsi tak, že nyní vy by měl více 1-brom-2-butenu než 3-brom-1-butenu - což by mohlo být nevýhodou, pokud byste opravdu chtěli více druhý. Některé sloučeniny mohou být navíc citlivé na teplo. Zahřívat směs obsahující například nitroglycerin (dyanmit) by byl velmi nerozumný nápad.