Los isómeros estructurales son compuestos que comparten la misma fórmula molecular, pero que tienen una disposición distinta de sus átomos. Hay varios subgrupos en el isomerismo estructural. En losisómeros de cadena, la estructura principal de carbono del compuesto se recoloca, pero sigue conteniendo el mismo número de átomos de carbono y de hidrógeno.

Figura 1:Ejemplos de pares de isómeros de cadena. Los dos primeros compuestos comparten la fórmula C₄H₁₀, y los dos últimos compuestos, la fórmula C₆H₁₄.

Otro tipo de isómeros estructurales son losisómeros de posición, que están basados en la posición de losgrupos funcionalesen la molécula. Esta posición altera ligeramente el nombre de la molécula para indicar dónde se encuentra el grupo funcional, y puede tener una gran influencia en las reacciones en las que participa. El 1-buteno y el 2-buteno son isómeros de posición, puesto que el enlace doble está colocado de manera diferente; de no ser por eso, serían compuestos idénticos.

Loshidrocarburosramificados a veces se nombran en función del prefijo que se les asignaría si todos los carbonos estuvieran en una sola cadena. Por ejemplo, el metilpropano, que tiene cuatro carbonos, a menudo también se denomina isobutano, dondeiso-denota que es un isómero estructural del butano, lo que solo puede ser metilpropano.