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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單质。同素异形体由于结构不同，物理性質与化學性質上也有差異。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]

例如磷的兩種同素異形體，紅磷和白磷，它們的燃点分別是攝氏240 °C（464 °F）和40 °C（104 °F），充分燃燒之後的產物都是五氧化二磷；白磷（P₄）有劇毒，可溶於二硫化碳，紅磷（P_n）無毒，卻不溶於二硫化碳。同素異形體之間在一定條件下可以相互轉化，這種轉化是一種化學變化。

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

非金属


元素	同素异形体	性质
碳(C)
	钻石	立體結構，等軸晶系，硬度高，透明，导电性弱，导热性强。
	石墨	平面結構，柔軟，可導電
	藍絲黛爾石	是一種六方晶系的金剛石
	无定形碳	又稱非晶質碳
	奈米碳管	結構呈管狀由六邊形組成的蜂窩狀結構
	碳60 富勒烯	60個碳原子組成截角正二十面体
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)	紅色粉末狀，較安定，不會自燃，無毒
	黑磷(灰磷）	有金屬光澤，又稱金屬磷，是高聚的不溶性固體，最安定，可導電
	紫磷	又稱希托夫磷，單斜晶系
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)	可能是環狀或直綫狀的分子，極不穩定。
	氮4(N₄)	性質不穩定，容易分解成氮氣，同時釋放能量。
	氮8(N₈)，又名八氮立方烷	还未发现，是一種假想的單質。預計擁有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	灰硒是半導體，具有可觀的光電導性
	红硒
	黑硒	脆性，有光澤，結構不規則和複雜
硼(B)
	無定形硼
	結晶硼
矽(Si)
	晶体矽	金剛石立方結構
	无定形矽	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，有金屬光澤，又稱金屬砷
	黑砷	加熱分解三氧化二砷製得
氢(H)
	氢气(H₂)	由兩個氫原子以共價鍵結合，是最輕的氣體。易燃。
	氢3(H₃)	不穩定，只能以激發態存在
	金属氢

金属

A~Z
元素	同素异形体	性质
锗(Ge)
	α-锗
	β-锗	高压下形成。
锑(Sb)
	金属锑	锑的最稳定的同素异形体。
	黑锑
锡(Sn)
	α-锡（灰锡）
	β-锡（白锡）	金属锡。
	γ-锡（斜方锡）
	σ-锡	高压下形成^[2]
鐵(Fe)
	α-鐵（肥粒鐵）	鐵的同素異形體
	β-鐵
	ε-鐵（英语：Hexaferrum）
	γ-鐵（奥氏体）
	δ-鐵（日语：デルタフェライト）（Delta ferrite）

^ 國際純化學和應用化學聯合會，化學術語概略，第二版。（金皮書）(1997)。在線校正版: (2006–) "Allotrope"。doi:10.1351/goldbook.A00243
^ Molodets, A. M.; Nabatov, S. S. Thermodynamic Potentials, Diagram of State, and Phase Transitions of Tin on Shock Compression. High Temperature. 2000, 38 (5): 715–721. S2CID 120417927. doi:10.1007/BF02755923.