指独立组分数为3的体系,该体系最多可能有四个自由度,即温度、压力和两个浓度项,用三维空间的立体模型已不足以表示这种相图。若维持压力不变,则自由度最多等于3,其相图可用立体模型表示。若压力、温度同时固定,则自由度最多为2,可用平面图来表示。通常在平面图上用等边三角形(有时也有用直角坐标表示的)来表示各组分的浓度。

含有三个组元的系统称为三元系统，或称三元系。如金属材料中的Fe—C—Si、Fe—C—Cr、A1一Mg—Cu三元系合金，以及K2O一Al2O3一SiO2、CaO一Na2O一SiO2、三元系陶瓷。

三元系统与二元系统比较，组元数增加了一个。一般经验告诉我们，由于组元间的相互作用，不能简单地用二元系合金的性能来推断三元系合金的性能，因为组元间的作用往往不是加和性的；在二元系中加入第三组元后会改变原来组元间的溶解度。可能出现新的转变。产生新的组相。这些材料的组织、性能和相应的加工、处理工艺等通常都不等同于二元系合金。因此，要研究三元系材料的成分、组织和性能间关系，需要首先了解三元系相图。

对于二元系统，在恒压条件下只有两个独立参量；温度和成分，故二元相图是一个平面图形。对于三元系统．在恒压下有三个独立参量：温度和两个成分参数，所以三元相图是一个立体图形。构成三元相图主要应该是一系列空间曲面及依此所围成的空间区域，而不是二元相图中那些平面曲线。所以，与二元相图相比．三元相图的类型多而复杂，至今比较完整的相图只测出了十几种，更多的是三元相图中某些有用截面图和投影图。

二元系统只有一个成分参数．因而只需一根直线坐标就可以表示二元系各种成分。三元系统有两个成分参数，故只能用浓度平面来表示三元系的成分。通常采用的有等边三角形、等腰三角形及直角三角形等表示。现分别讨论如下：

取等边三角形ABC，以其三个顶点表示三个纯组元；三个边各定为100%，分别代表三个二元素A—B、B—C和C—A的成分；位于三角形内部的点代表三元系的成分。此三角形称为成分三角形或浓度三角形。

上述等边三角形法应用较广，其优点是成分标尺处处都是一致的。但若结合具体应用而从另外角度来看，优点却可以变为缺点。例如当要研究的三元系合金不是全部，只是一部分，而且其中以两个组元(例如A、B)为主，而第三组元(C)的浓度很低，这样，这些合金的成分必然落在浓度三角形ABC靠AB边的一条狭长带上，应用诸多不便。这时，若将有关低浓度组元的两个边AC和BC的长度按同一比例扩大若干倍，例如10倍或5倍(也可以其它倍数)，而变成一个等腰三角形，并取其中的一部分就方便多了。为适应改变后的新情况，标度和读数顺序也相应的有所变动。

当要研究的三元系部分合金中，是以一个组元(例如A)为主，而其余两组元的浓度部相当低时，则多采用直角三角形法，即直坐标法。

从等边三角形ABC内任一点P向三个边画三条垂线，这三条垂线之和等于三角形的高，即PG+PE+PF=AD。从等边三角形ABC内任一点P画三个边的平行线，则三条平行线之和等于任一边长，即：PM+PL+PK=AC(或AB或BC)。

在等边三角形中画一条平行于任一边的线，则该条线任何一点有一个组元的成分是不变的，这个组元就是对应这个边的顶点的物质。

从一顶点画一条斜线到对边，则该条斜线上的任何点，由其他二顶点所代表的二组分成分之比是不变的。

在三元系中，由两个不同组成的体系D、E混合而成一个总体系F，则总体系F的组成点一定，在D、E两体系的连接线上，而且两体系的质量比由杠杆规则确定。

在浓度三角形ABC内，若三个已知成分和质量的体系混合，他们在三元系相图处于x,y,z位置，则其混合后所形成的新的体系P点位于这个三角形的重心位置。