분자식이 같으나 연결 방법이나 배열이 달라 다른 성질을 나타내는 화합물을 말하는 이성질체 중 한 종류이다. 이성질체에는 구조 이성질체, 기하 이성질체 등이 있으며, 광학적인 성질이 다른 물체를 광학 이성질체라 한다. 보통 이성질체는 조성은 같지만 구조가 다름으로 인해서 다른 성질을 나타내는 게 일반적이다. 하지만 광학이성질체는 구조까지 같음에도 불구하고 다른 성질을 보인다. 광학이성질체의 또 다른 이름은 거울상이성질체인데, 이는 이 이성질체가 서로 거울에 비친 모습을 하고 있기 때문이다. 광학 이성질체는 광학적인 성질인 빛을 가했을 때 편광된 빛을 흡수하는 정도만 다르다. 이러한 광학 이성질체를 판별하는 방법은 광학 이성질체 용액에 편광된 빛을 쏘면 분자가 회전하는 방향이 좌측이나 우측으로 달라지는 것을 이용한다.