같은 분자식을 가지면서 성질이 다른 화합물. 이성체라고도 한다.

원자의 종류와 수가 같으면서도 공간적 배열이 다르기 때문에 이성질체가 생기며, 그 관계를 이성질현상이라고 한다.

이성질체는 구조이성질체 · 기하이성질체 · 광학이성질체의 세 종류가 있으며 기하이성질체와 광학이성질체를 함께 입체이성질체라고도 한다.

① 구조이성질체 : 원자 사이의 결합관계, 즉 구조식이 다른 것이다.

예를 들면 C₂H₆O의 분자식을 가지는 에탄올과 디메틸에테르는 그 구조식이 다르며 물리적 · 화학적 성질도 다른 구조이성질체이다.

또 부틸렌(C₄H₈)에도 2중결합의 위치가 다른 ^- ,^-  의 두 가지 이성질체가 있다.

때로는 프로피온알데히드와 아세톤처럼 구성원자간의 결합상태가 전혀

다르면서도 같은 분자식을 가지는 경우도 있다.

② 기하이성질체 : 구조식은 같으나 원자 상호간의 공간적 관계가 다른 것으로 유기화합물에서는 분자 내 회전이 곤란한 구조에서 볼 수 있다.

2중결합이나 고리평면의 양쪽 배위가 다를 때 생기고 무기화합물에서는 착물 속의 리간드의 배위가 다를 때 생긴다.

여기에 해당되는 예로는 푸마르산(트랜스이성질체)과 말레산(시스이성질체)이 있다.

③ 광학이성질체 : 분자식의 구조가 같고 분자 속의 원자배열이 좌우 서로 마주보는 관계에 있는 이성질체이다.

광학이성질현상을 나타내는 물질은 유기화합물이나 금속착물에서 흔히 볼 수 있으며 거울 상체의 관계에 있는 두 가지 이성질체는 물리 · 화학적 성질이 같다.

그러나 광학적인 성질의 차이를 나타낸다.