同分异构体可以分为结构异构和几何异构（又稱立體異構）。
结构异构
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在结构异构中，原子或官能团以不同的形式互相连接。
碳链异构
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官能团不发生改变，仅仅是碳链发生改变。
例：C4H10（丁烷）
正丁烷：
2-甲基丙烷：
位置异构
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官能团不发生改变，但是官能团的位置发生改变。
例：C3H7OH
1-丙醇：
2-丙醇：
官能团异构
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相同的原子组成的官能团不同
例：C2H6O
乙醇：
甲醚：
立体异构
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在立体异构中，键的结构是相同的，但是原子和官能团的空间位置关系却是不同的。
对映异构（手性异构）
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在对映异构体中，不同的两个异构体是呈镜面对称的。如上图上面两个互为镜像的分子。
非对映异构
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在非对映异构体中，两个异构分子不呈镜面对称。如上图中上下两个分子。
构象异构
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在构象异构中，同分异构体之间可以通过化学键的旋转而互相变化。但应该注意到，尽管构象异构体可以被认为是一种非对映异构体，但是从整体来看，它们并不是非对映异构体，因为键的旋转可以使它们形成它们的镜像。
顺反异构
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顺反异构体之间是不能通过化学键的旋转而互相转化，这是由于例如碳碳双键等不可旋转的键造成的。
其他非對應异构
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等規(isotatic)，間規(syndiotactic)，無規(atactic)組態