Stereoisomeriassa eli geometrisessä isomeriassa yhdisteiden avaruudellinen rakenne on erilainen. Stereoisomeria jaetaan cis-trans-isomeriaan, optiseen isomeriaan ja konformaatioisomeriaan. Avaruusisomeereillä voi olla niin samanlaiset kemialliset ominaisuudet, että niiden erottaminen toisistaan perinteisin kemiallisin menetelmin voi olla vaikeaa. Isomeerien maku, haju tai teho lääkkeenä voi olla hyvin erilainen.

Koonti stereoisomeriasta

Cis-trans-isomeria
	Cis-2-buteeni	Trans-2-buteeni
Optinen isomeria eli peilikuvaisomeria
Konformaatioisomeria
	anti	gauche	eclipsed