同位素、同素异形体、同系物、同分异构体都是表明某些事物之间的关系的概念。事物之间存在某种关系，一定具有某些相似或相同的地方。要掌握和区别上述几个易混淆的概念，可以从对象、同一对象之间的相似和相同点、差异和典型实例四个方面思考。

同位素的对象是原子，属于同位素的原子之间的相同点是质子数相同，但不能是同种原子，这就要求中子数不同。例如氕氘氚。另外还要注意，这里的原子概念是广义的，包括带电的原子，即简单离子。

同素异形体的对象是单质，属于同素异形体的单质之间相同点是组成元素相同，差异是结构不同，性质有差异，例如石墨与金刚石，氧气与臭氧。同素异形体之间化学性质有相似性，因为组成元素相同，但也有差异，如稳定性一般不同，物理性质差异就更大。

同系物的对象是有机物，属于同系物的有机物结构必须相似，在有机物的分类中，属于同一类物质，有相同的通式，化学性质相似，差异是分子式不同，相对分子质量不同，在组成上相差若干个CH₂原子团，相对分子质量相差14的整数倍，如分子中含碳原子数不同的烷烃之间就属于同系物。值得注意的是同类物质中分子式相同结构不同的物质，在中学不把它们叫做同系物，只认为它们是同分异构体。

同分异构体的对象是化合物，属于同分异构体的物质必须分子式相同，差异是结构不同，因而性质有差异，可以是有机物，也可以是无机物，甚至可以不是由分子构成，不过有机物中，很多物质存在同分异构体，可以是类别异构，可以是碳链异构，可以是取代基位置异构。例如正丁烷与异丁烷，氰酸铵与尿素。