İki molekül aynı kimyasal formüle sahip olabilir ve tamamen farklı davranabilir. Etanol ve dimetil eter ikisi de C2H6O'dur. Etanol, suyla karışıp sarhoş eden bir sıvıdır. Dimetil eter ise itici gaz olarak kullanılan bir gazdır. Aynı atomlar, farklı dizilim. Bunlar izomerlerdir. Formül size neyin içinde olduğunu söyler. Yapı ise ne yaptığını söyler.

İzomerler çeşitli tiplerde bulunur. Yapısal izomerler, atomların nasıl bağlandığı bakımından farklılık gösterir. Bütan ve izobütan yapısal izomerlerdir. Stereoizomerler aynı bağlantıya sahiptir ancak uzamsal düzenlemede farklılık gösterirler. Cis-trans izomerleri, çift bağ veya halka etrafındaki geometri bakımından farklılık gösterir. Enantiomerler, sol ve sağ eller gibi üst üste getirilemeyen ayna görüntüleridir. Biyolojik etkileri oldukça farklı olabilir. Talidomid, klasik bir ibretlik öyküdür: bir enantiomer sabah bulantısını tedavi ederken, diğeri doğum kusurlarına neden olmuştur.

İzomerizm, ilaç tasarımında önemlidir. Bir ilacın hedef molekülüne uyacak doğru şekle sahip olması gerekir. Yanlış izomer etkisiz veya zararlı olabilir. Düzenleyici kurumlar artık ilaç üreticilerinden her bir izomeri ayrı ayrı karakterize etmelerini ve test etmelerini talep etmektedir.