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Impurezas
Já que a mistura em uma destilação simples só é fervida e re-condensada uma vez, a composição final do produto corresponderá a composição do vapor, o que significa que ele pode conter impurezas significativas. Quanto mais próximos os pontos de ebulição dos líquidos na mistura, mais impuro será o produto final. Consequentemente, a destilação simples normalmente é usada somente se os pontos de ebulição dos componentes tiverem uma diferença de ao menos 25 °C. Misturas com pontos de ebulição mais próximos podem ser separadas através de destilação fracionada.
Misturas azeotrópicas
Em alguns casos, a mistura de líquidos pode ser constituída de elementos que, quando fervidos, produzem um vapor com a mesma composição da mistura em si. Eles são chamados de azeótropos. O etanol é talvez o evento mais citado; uma mistura de 95,6% de etanol e 4,4% de água irá ferver em uma temperatura menor que do etanol e da água. Consequentemente, a destilação simples não pode mudar sua composição. Misturas azeotrópicas não podem ser separadas por destilações fracionadas, e geralmente necessitam de outras abordagens.
Consumo de energia
Aquecer um líquido ou uma mistura de líquidos até o ponto de ebulição gasta muita energia. Se essa energia for gerada pela queima de combustíveis fósseis, irão aumentar as emissões de carbono e deixar o processo mais caro. Grandes quantidades de combustíveis fósseis, por exemplo, são necessários para destilar etanol. No laboratório, destilações simples são feitas com um dispositivo chamado de "rotovap", que deixa a mistura no vácuo para diminuir seu ponto de ebulição. Mas para grandes quantidades de produtos químicos, essa abordagem é menos prática.
Reações químicas
Aquecer uma mistura até o ponto de ebulição pode causar reações químicas indesejadas, podendo ser um problema se você estiver tentando isolar um produto específico. Se você reagir brometo de hidrogênio fresco com butadieno em 0 °C, por exemplo, você conseguiria uma mistura com