To molekyler kan ha samme kjemiske formel og oppføre seg helt forskjellig. Etanol og dimetyleter er begge C2H6O. Etanol er en væske som blandes med vann og gjør deg full. Dimetyleter er en gass som brukes som drivmiddel. Samme atomer, ulik ordning. De er isomerer. Formelen forteller deg hva som er der. Strukturen forteller deg hva den gjør.

Isomerer finnes i flere typer. Strukturelle isomerer varierer i hvordan atomene er koblet sammen. Butan og isobutan er strukturelle isomerer. Stereoisomerer har samme tilkoblingsmulighet, men varierer i romlig arrangement. Cis-trans-isomerer varierer i geometrien rundt en dobbeltbinding eller ring. Enantiomerer er speilbilder som ikke kan legges over hverandre, som venstre og høyre hånd. De kan ha dramatisk forskjellige biologiske effekter. Thalidomid er den klassiske advarselen: én enantiomer behandlet morgenkvalme, den andre forårsaket fødselsskader.

Isomeri er viktig i legemiddeldesign. Et legemiddel må ha riktig form for å passe til målet. Feil isomer kan være inaktiv eller skadelig. Reguleringsorganer krever nå at legemiddelprodusenter karakteriserer og tester hver isomer separat.