Полиморфизм способность твердых веществ и  жидких кристаллов существовать в двух или нескольких формах с различной кристаллической структурой и свойствами при одном и том же химическом составе. Такие формы называются полиморфными модификациями. Взаимные превращения полиморфных модификаций наз. полиморфными переходами. Полиморфизм простых веществ принято называть аллотропией, но понятие полиморфизма не относят к некристаллическим аллотропным формам (таким, как газообразные О₂ и О₃). Полиморфизм широко распространен в самых разнообразных классах веществ. Типичный пример полиморфных форм - модификации углерода: алмаз и лонсдейлит, в которых атомы объединены ковалентными связями в пространстве каркас; графит, в структуре которого имеются слои наибольше прочно связанных атомов: карбин, построенный из бесконечных линейных цепочек. 

     Изоморфизм способность атомов, ионов или молекул замещать друг друга в кристаллических структурах. В результате изоморфизма образуются твердые растворы замещения. Вещества, которым присущ изоморфизм, называются  изоморфными. Изоморфные вещества могут кристаллизоваться совместно, давая смешанные кристаллы - изоморфные смеси. Эти смеси образуются лишь тогда, когда замещающие друг друга частицы (атомы, ионы, молекулы) близки по своим эффективным размерам. Согласно правилу Гольдшмидта, образование изоморфных смесей с широким диапазоном концентраций возможно при тождестве знака заряда и близкой поляризуемости замещающих друг друга атомов (или ионов), если их ионные радиусы различаются не более чем на 15%.

 Изоморфизм очень распространён в природе. Широким развитием изоморфных замещений объясняется сложный  химический состав большинства минералов, особенно из группы силикатов. Примером совершенного изоморфизма  являются минералы переменного состава, дающие непрерывные ряды: плагиоклазы, скаполиты, вольфрамиты и др. Законы изоморфного замещения объясняют распределение редких элементов, находящихся в виде примесей в горных породах и рудах. Так, значительная часть иттрия и редких земель находится в апатите, сфене и флюорите, изоморфно замещая кальций; трёхвалентный ванадий замещает в магнетите окисное железо; селен - серу в пирите и т. д.

     Учение об изоморфизме является основой для изучения форм нахождения элементов в горных породах и процессов концентрации и рассеяния химических  элементов в земной коре.