Dvě molekuly mohou mít stejný chemický vzorec a chovat se zcela odlišně. Ethanol a dimethylether jsou oba C2H6O. Ethanol je kapalina, která se smíchá s vodou a opije vás. Dimethylether je plyn používaný jako hnací plyn. Stejné atomy, jiné uspořádání. Jsou to izomery. Vzorec vám říká, co molekula obsahuje. Struktura vám říká, co molekula dělá.

Izomery se dodávají v několika typech. Strukturní izomery se liší způsobem propojení atomů. Butan a isobutan jsou strukturní izomery. Stereoizomery mají stejnou konektivitu, ale liší se prostorovým uspořádáním. Cis-trans izomery se liší geometrií kolem dvojné vazby nebo kruhu. Enantiomery jsou zrcadlové obrazy, které nelze překrývat, jako levá a pravá ruka. Mohou mít dramaticky odlišné biologické účinky. Thalidomid je klasickým varovným příběhem: jeden enantiomer léčil ranní nevolnost, druhý způsoboval vrozené vady.

Izomerie je důležitá při návrhu léčiv. Léčivo musí mít správný tvar, aby odpovídalo svému cíli. Nesprávný izomer může být neaktivní nebo škodlivý. Regulační orgány nyní vyžadují, aby výrobci léčiv charakterizovali a testovali každý izomer zvlášť.