Jednostavnom destilacijom, smjesa tekućina zagrijava se na temperaturu na kojoj će jedan od njezinih sastojaka prokuhati, zatim se para iz vruće smjese sakuplja i ponovno kondenzira u tekućinu. Ovaj je postupak brz i relativno jednostavan, ali postoji mnogo vrsta smjesa koje se ne mogu odvojiti na ovaj način i zahtijevaju napredniji pristup.
Nečistoće
Budući da se smjesa u jednostavnoj destilaciji samo jednom prokuha i ponovno kondenzira, konačni sastav proizvod će odgovarati sastavu pare, što znači da može sadržavati značajne nečistoće. Što su točke vrenja tekućina u smjesi bliže, to će konačni proizvod biti nečistiji. Slijedom toga, jednostavna se destilacija obično koristi samo ako su točke vrenja komponenata smjese odvojene za najmanje 25 Celzijevih stupnjeva. Smjese s bližim vrelištima mogu se odvojiti frakcijskom destilacijom.
Azeotropne smjese
U nekim slučajevima smjese tekućina mogu biti tako sastavljene da, kad prokuhaju, njihova para ima isti sastav kao i sama smjesa. Oni se nazivaju azeotropima. Etanol je možda najčešće citirani primjer; mješavina 95,6 posto etanola i 4,4 posto vode zapravo će ključati na nižoj temperaturi od etanola ili vode. Stoga jednostavna destilacija ne može promijeniti sastav ove smjese. Azeotropne smjese ne mogu se odvojiti frakcijskom destilacijom i obično zahtijevaju druge pristupe.
Potrošnja energije
Zagrijavanje tekućine ili smjese tekućina do vrenja zahtijeva puno energije. Ako se ta energija generira izgaranjem fosilnih goriva, to će povećati emisiju ugljika i možda poskupiti postupak. Primjerice, potrebni su značajni unosi fosilnih goriva za destilaciju etanola. U laboratoriju se jednostavna destilacija često provodi uređajem nazvanim rotovap, koji primjenjuje vakuum kako bi se smanjilo vrelište smjese. Međutim, za velike količine kemikalija ovakav je pristup manje praktičan.
Kemijske reakcije
Zagrijavanjem smjese do točke vrenja moglo bi doći do neželjenih kemijskih reakcija, što može predstavljati problem ako pokušavate izolirati određeni proizvod. Ako ste, na primjer, reagirali sa svježim vodikovim bromidom s butadienom na 0 stupnjeva, dobili biste smjesu koja je sadržavala više 3-bromo-1-butena od 1-bromo-2-butena. Zagrijavanje smjese, međutim, moglo bi dovesti do nove reakcije, mijenjajući sastav smjese tako da sada vi bi imao više 1-brom-2-butena od 3-brom-1-butena - što bi mogao biti nedostatak ako stvarno želite više od potonji. Štoviše, neki spojevi mogu biti osjetljivi na toplinu. Zagrijavanje smjese koja sadrži nitroglicerin (dyanmite), na primjer, bila bi vrlo nepametna ideja.