立體異構是一種分子在空間結構上的排列方式不同的現象，屬於同分異構體的一種。
在立體異構中，分子的化學組成（即原子種類、數量和連接方式）相同，但分子的三維空間排列不同，這種排列差異導致分子間可能存在不同的物理和化學性質。立體異構主要分爲兩大類：構型異構和構象異構。
構型異構是由於分子中的鍵長、鍵角或分子內有雙鍵、有環等原因導致的穩定的空間排列差異，包括幾何異構（順反異構）和旋光異構（對映異構）。
構象異構則主要是由於分子中單鍵的自由旋轉而產生的暫時性的空間排列差異。
例如，對於乙烯分子，如果其氫原子被不同的基團取代，由於乙烯是平面構型，會有兩種不同的原子排布方式，即順式和反式異構體。而對於環己烷，如果有兩個碳原子上的氫原子被其他基團取代，這兩個取代基可能在環的一側或兩側，形成順反異構。
立體異構體的命名和識別在有機化學中非常重要，因爲它們可能具有不同的物理性質（如溶解度、熔點）和生物活性。