同素异形体，是指由相同的化学元素组成，而结构形态却不相同的单质。同素异形体由于结构不同，物理性质与化学性质上也有差异。同素异形体这一术语针对的是单质，而非化合物，更一般的术语是同质异形体，用于晶体材料。[1]
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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。
生活中常见的有，碳的同素异形体石墨、金刚石（即钻石）、无定形碳等，磷的同素异形体白磷和红磷，氧元素的同素异形体氧气和臭氧。
同素异形体列表
| 元素 | 同素异形体 | 性质 |
|---|---|---|
| 碳(C) | ||
| 钻石 | 立体结构，等轴晶系，硬度高，透明，导电性弱，导热性强。 | |
| 石墨 | 平面结构，柔软，可导电 | |
| 蓝丝黛尔石 | 是一种六方晶系的金刚石 | |
| 无定形碳 | 又称非晶质碳 | |
| 奈米碳管 | 结构呈管状由六边形组成的蜂窝状结构 | |
| 碳60 富勒烯 | 60个碳原子组成截角正二十面体 | |
| 磷(P) | ||
| 白磷(黄磷) | 标准状况下为白色或淡黄色固体，溶于二硫化碳。室温下在空气中冒烟，易自燃。有剧毒。化学性质比红磷活泼。 | |
| 红磷(赤磷) | 红色粉末状，较安定，不会自燃，无毒 | |
| 黑磷(灰磷） | 有金属光泽，又称金属磷，是高聚的不溶性固体，最安定，可导电 | |
| 紫磷 | 又称希托夫磷，单斜晶系 | |
| 氧(O) | ||
| 氧气(O2) | 标准状况下为强氧化性的气体，无色无味，温度将至-182.97℃变成淡蓝色液体，-222.80℃变成淡蓝色雪花状固体。 | |
| 臭氧(O3) | 氧化性比氧气还要强的淡蓝色气体，有特殊的腥味，常温下能将银、硫化铅等物质氧化。氧气在放电下转化为臭氧，而臭氧受热即可变回氧气。 | |
| 氧4(四聚氧)(O4) | 亚稳态存在，存在时间很短。 | |
| 氧8(红氧)(O8) | 深红色固体，由氧气在室温下于10GPa转变而成(压强继续增大会逐渐变成黑色)。O8表现出单斜晶系的C2/m对称。 | |
| 金属氧 | 由ε相的O8在96GPa以上转变为ζ相的金属氧，金属氧在低温下表现出超导性。 | |
| 氮(N) | ||
| 氮气(N2) | 标准状况下为气体，无色无味，温度将至-196℃变成无色液体，-210℃变成无色固体。 | |
| 氮3(N3) | 可能是环状或直线状的分子，极不稳定。 | |
| 氮4(N4) | 性质不稳定，容易分解成氮气，同时释放能量。 | |
| 氮8(N8)，又名八氮立方烷 | 还未发现，是一种假想的单质。预计拥有22.9 MJ/kg的能量密度。 | |
| 氮6 | 还未发现 | |
| 硫(S) | ||
| 弹性硫 | ||
| 单斜硫(S8) | 浅黄色固体，熔点119℃。 | |
| 斜方硫(S8) | 黄色固体，熔点112.8℃。 | |
| 硒(Se) | ||
| 灰硒 | 灰硒是半导体，具有可观的光电导性 | |
| 红硒 | ||
| 黑硒 | 脆性，有光泽，结构不规则和复杂 | |
| 硼(B) | ||
| 无定形硼 | ||
| 结晶硼 | ||
| 硅(Si) | ||
| 晶体硅 | 金刚石立方结构 | |
| 无定形硅 | 比晶体硅熔点低，密度和硬度也低。 | |
| 砷(As) | ||
| 黄砷 | 分子晶体，由四个As原子组成。 | |
| 灰砷 | 最安定，有金属光泽，又称金属砷 | |
| 黑砷 | 加热分解三氧化二砷制得 | |
| 氢(H) | ||
| 氢气(H2) | 由两个氢原子以共价键结合，是最轻的气体。易燃。 | |
| 氢3(H3) | 不稳定，只能以激发态存在 | |
| 金属氢 |
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