兩個結構相同的分子，由於具有構型不同的不對稱原子，彼此不呈實物與鏡像的關係。在酒石酸的三個旋光異構體（見旋光異構）中，a與c、b與c都是非對映異構體：
非對映異構體的光性性不同，熔點、沸點、溶解度、密度、折射率等物理性質也很不同。其化學性質雖然相似，但也不完全相同。
非對映異構體是由已含有一個手性中心的分子產生第二個手性中心時的必然產物。與對映體的生成不同，由於第一個手性中心的影響，所得到的兩個非對映異構體的數量並不相同。這就是不對稱合成的基礎。