Os diagramas de equilíbrio mais complexos freqüentemente apresentam fases intermediárias, ou compostos, como também mais de uma reação invariante. A Figura 8.r mostra os diagramas de equilíbrio dos sistemas magnésio (Mg) – chumbo (Pb) e antimônio (Sb) – telúrio (Te), cada um dos quais é constituído de dois eutéticos adjacentes com uma fase intermediária. No sistema Mg -Pb, a fase intermediária é um composto, 
; tanto o magnésio como o chumbo em excesso não são solúveis no composto. Por outro lado, no sistema Sb – Te, a fase 
com composição nominal 
tem uma faixa relativamente grande, exceto no seu ponto de fusão.
O diagrama de equilíbrio ouro (Au) – chumbo (Pb) é apresentado na Figura 8.r (tecla 3) e contém dois compostos intermediários 
e 
. Cada um se forma no resfriamento como resultado de uma reação peritética. Por outro lado, a reação peritética no sistema mercúrio (Hg) – chumbo (Pb), Figura 8.s (tecla 4), resulta em uma fase intermediária de composição nominal 
, que apresenta uma faixa de solubilidade, exceto no ponto peritético.
Apesar da aparente complexidade de muitos diagramas de equilíbrio, eles podem ser manuseados exatamente como os diagramas mais simples. Para uma dada composição global da liga, uma linha horizontal, traçada em uma região de duas fases, fornece as composições das duas fases em equilíbrio; a regra da alavanca pode ser usada para calcular as quantidades relativas de cada fase, e a consideração isolada de uma reação invariante permite a determinação das três fases em equilíbrio à temperatura da reação.
Figura 8.r. Diagramas de equilíbrio esquemáticos, mostrando transformações eutéticas separadas por [1] um composto intermediário (
) e [2] uma fase intermediária 
com uma faixa de solubilidade.
Figura 8.s. Diagramas de equilíbrio esquemáticos, mostrando transformações peritéticas que resultam em [1] formação de um composto (
) e [2] formação de uma fase intermediária com uma faixa de solubilidade. Atenção: os domínios de 
e de 
no diagrama Au-Pb e o domínio de 
no diagrama Hg-Pb apresentam solubilidade mais limitada que as indicadas nos diagramas esquemáticos aqui apresentados.