分离结晶是指岩浆因温度、压力降低结晶时，熔点较高的组分首先晶出，形成固相，易熔组分则残留在岩浆中。早期晶体晶出后就与体系分离，不再与液相发生反应，因而可形成多种成分的岩石。分离结晶是岩浆分异形成多种类型
岩石的原因之一。
随着温度、压力、组分的改变，晶体一旦晶出就立刻从熔体中分离出来，以致晶体-熔体间不会发生反应，且分离结晶过程中的反应是不可逆的。在理想条件下，只要晶体析出就与熔体分离，没有任何熔体与晶体的反应发生。也就是要阻止反应的开始，晶体必须从熔体中分离，或者说隔离。这种分离可以通过以下三种途径中的任意一种或多种组合予以实现：
在分异的玄武质岩浆中，以
镁橄榄石-SiO2体系为例，在转熔点处稳定的
顽火辉石会在亚稳定状态的镁橄榄石边部形成反应边。这种反应边只会在变量相对快速的改变下发生，因此岩浆体系中新生的稳定相-顽火辉石能在熔体与亚稳定状态的晶体完全反应之前阻碍反应的进一步发生。
分离结晶作用最直观的证据就是堆晶岩。以玄武岩为例：玄武岩浆的密度通常在2.6-3.3g/cm3之间，随着温度的降低依次可以结晶出橄榄石、辉石和斜长石，他们的密度分别在3.27-3.48、3.1-3.5和2.62-2.762.6-3.3g/cm3。先期结晶的矿物密度大于玄武质岩浆密度，由于玄武质岩浆粘度较低，有利于发生分离结晶作用，在岩浆房底部形成镁铁质-
超镁铁质岩等堆晶岩，向上变为二辉辉长岩、苏长岩，最上部为含少量花岗斑岩的低镁闪长岩。此外，还可借助
地球化学方法判断，结合地球化学模拟来反演分离结晶过程。