亦称“几何异构”。

具有相同分子式的分子，由于存在双键或环等因素，使键的自由旋转受阻，而导致产生相邻原子或原子团之间相对距离不同的空间配置。

它们的物量和化学性质有明显的差别。

主要有三种类型：（1）含有双键的化合物的顺反异构。

例如，丁烯二酸有两种性质不同的顺反异构体，相同基团在双键同侧的称“顺式”，在异侧称“反式”（现亦采用*构型次序规则表示）。

顺丁烯二酸加热至140℃即失水成酸酐，反丁烯二酸在同样温度时无此反应。

（2）环装化合物的顺反异构。

例如：顺-1，2-环丙烷二羧酸，熔点139℃；反-1，2-环丙烷二羧酸，熔点175℃。

前者加热能失水形成环酐，后者在同样温度下则不能。

（3）某些络合物的顺反异构。

例如二氯二氨铂，反式比顺式沸点高，溶解度低；反式偶极矩等于零，顺式却大于零；反式与硝酸银反应迅速形成白色沉淀，顺式反应却很慢。

顺反异构体不仅存在理化性质上的差别，在生理活性上亦往往不同。

例如，女性激素合成代用品*己烯雌酚，因其反式异构体具有较大的生理活性，故供药用的均是反式异构体。