同素异形体，是指由同样的单一化学元素构成，但性质却不相同的单质。同素异形体之间的性质差异主要表现在物理性质上，化学性质上也有着活性的差异。
例如磷的两种同素异形体，红磷和白磷，它们的燃点分别是摄氏240 °C（464 °F）和40 °C（104 °F），充分燃烧之后的产物都是五氧化二磷；白磷（P4）有剧毒，可溶于二硫化碳，红磷（Pn）无毒，却不溶于二硫化碳。同素异形体之间在一定条件下可以相互转化，这种转化是一种化学变化。
生活中最常见的，有碳的同素异形体：石墨、金刚石（即钻石）以及C60（又称芙，或巴克球）；还有磷的同素异形体：白磷和红磷；另外，臭氧和氧气也是氧元素的两种同素异形体。
