Следовательно, испытывающая превращение система будет стремиться снизить барьер энергии активации за счет предпочтительной нуклеации в местах дефектов структуры матрицы. Такой процесс называется гетерогенной нуклеацией. Эти дефекты могут быть различных типов: вакантные позиции в структуре, дислокации, границы зерен, примеси и включения и т. д. Со всеми такими дефектами связана определенная энергия. Когда нуклеация происходит на дефекте, последний частично или полностью уничтожается, а его энергия используется для преодоления барьера энергии активации.

Мы не будем обсуждать энергетические вклады дефектов различного типа, но ясно, что чем выше энергия дефекта, тем он удобнее в качестве потенциального места нуклеации. Границы зерен (в особенности тройные сочленения) и деформации структур характеризуются высокими энергиями и обычно используются для нуклеации новых фаз. На рис. 5.16 показана нуклеация фазы, выделяющейся на плоскостях двойниковых швов.
Гетерогенная нуклеация в любом случае требует меньшей энергии активации и, значит, меньшей степени переохлаждения. При температурах, близких к равновесной температуре перехода, она может быть единственно возможным механизмом нуклеации. При более низких температурах может действовать как гетерогенный, так и гомогенный механизм. Температурный разрыв между началом гетерогенной и гомогенной нуклеации будет зависеть от величины энергетических членов поверхности и напряжения, т. е. от различий структур двух фаз.