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三元相图的种类繁多，构造复杂，从空间模型、投影图、等温截面图、垂直截面图及合金结晶过程讨论了三元相图。从这些三元相图可以看出，其平衡相数为1、2、3、4。
单相状态
当三元系处在单相状态时，根据吉布斯相律可算得其自由度f ＝4—1 =3。它包括一种温度变量和两个相成分的独立变量。
在三元相图中，自由度为3的单相区占据了一定的温度和成分范围，在这个范围内温度和成分可以独立变化，彼此间不存在互相制约的关系。即单元相区空间形状不受温度与成分对应关系的限制，其截面图可以是多种形状的平面图形。
两相平衡状态
三元系中两相平衡区的自由度f=2。阐明除了温度之外，在共存两相的构成方面尚有一种独立变量，即其中某一相的某一种组元的含量是独立可变的，而这一相中另两种组元的含量，以及第二相的成分都随之被确定，不能独立变化。
立体图中两相平衡区以一对共轭曲面为边界与其两个构成相的单相区相接，在等温截面或垂直截面图上都截取一对曲线作为两相区和这两个单相区的分界线。在等温截面图上，平衡相成分由两相区的连接线确定，两个平衡相之间存在着共轭关系，可以用垂直法则和杠杆定律计算相的含量。当温度变化时，假如其中一种相的成分不变，则另一种相的成分沿不变相的成分点与合金成分的延长线变化；若两相成分均随温度而变化时，则两相成分按蝶形规律变化。在垂直截面图上只能判断两相转变的温度范围，不反应平衡相的成分，不能用直线法则和杠杆定律。
两相区与三相区边界由两相平衡的共轭线构成，因此在等温截面两相区与三相区边界必为直线，这条直线就是该温度下的一条共轭线。
无论在垂直截面还是水平截面中，都由一对曲线作为它与两个单相区之间的界线。
三相平衡
三相平衡时系统的自由度f=1。即温度和各相成分只有一种是可以独立变化的。这时系统称单变量系，三相平衡的转变称为单变量系转变。
三相平衡区立体模型为一种不规则的三棱柱体，三条棱边为三个相成分的单变量线。在空间模型中，伴随温度的变化三个平衡相的成分点形成三条空间曲线，称为单变量线。每两条单变量线中间是一种空间曲面，三条单变量线构成一种空间不规则三棱柱体，它的棱与3个构成相的单相区相接，柱面与构成相两两构成的两相区相连。三棱柱体的起始处和终止处可以是二元系三相平衡线，也可以是四相平衡的等温平面。
三相平衡区等温截面是一种共轭的直边三角形；三个顶点触及单相区，为三个构成相的成分点，与三个构成相的单相区相连；三个边（连接两个顶点的共轭线）是三相区与两相区的边界线。可用重心法则来计算各相的含量。
三相平衡区的垂直截面图上若垂直截面截过三相区的三个侧面，则呈曲边三角形，三角形的顶点并不代表三个相的成分，不能应用重心法则。
三相平衡区的投影图就是三根单变量线的投影，这三条线两两构成三相区的三个二元共晶曲面。
三相平衡的反应相可以是液相，也可所有是固相。三相平衡空间的反应相的单变量线的位置在生成相的单变量线上方。因此三相区在等温截面上随温度下降时的移动方向一直指向反应相平衡成分点，在垂直截面上一直是反应相位于三相区上方，生成相位于三相区下方。
三相平衡转变时共轭三角形的移动规律
L→α+β
三相平衡转变时共轭三角形的移动规律
L+β（α）→γ
垂直截面图的三相区间的形状
L→α+β
一种曲边在下
垂直截面图的三相区间的形状
L+α→γ
一种顶点在下
三元系中三相平衡的转变
（1）共晶型转变I→II+III，包括：
共晶转变：L→α+β
共析转变：δ→α+β
偏晶转变：L1→L2+α
熔晶转变：γ→L+α
（2）包晶型转变I+II→III，包括：
包晶转变：L＋α→β
包析转变：α＋γ→β
合晶转变：L1+L2→α