La nucleación homogénea es la formación fluctuante de núcleos de una nueva fase en la inicial en ausencia de impurezas. Con la metaestabilidad de la fase inicial, algunos de los núcleos tienen tiempo de alcanzar tamaños, a partir de los cuales crecen irreversiblemente, convirtiéndose en centros de condensación de la nueva fase. La nucleación homogénea se observa, por regla general, en sistemas que se han sometido a una purificación preliminar de partículas extrañas.
Un ejemplo típico de nucleación homogénea es la formación de gotitas de líquido en un vapor sobresaturado .