Δύο μόρια της ίδιας χημικής σύνθεσης μπορούν να κατασκευαστούν με διαφορετικές ατομικές διαμορφώσεις. Τα άτομα σε αυτά τα μόρια είναι διατεταγμένα διαφορετικά και όταν οι κατοπτρικές εικόνες τους στρέφονται προς την ίδια κατεύθυνση, τα άτομα σε αυτά τα μόρια δεν ευθυγραμμίζονται μεταξύ τους. Αυτά τα μόρια είναι επίσης γνωστά ως χειρόμορφα μόρια. Τα χειρόμορφα μόρια δεν μπορούν να τοποθετηθούν το ένα πάνω στο άλλο. Ένα ισομερές είναι ένα τέτοιο μόριο.
Ένα οπτικό ισομερές είναι ένα μόριο που επηρεάζει το επίπεδο πολωμένο φως. Τα φωτεινά κύματα έχουν συγκεκριμένες συχνότητες. Το πολωμένο φως ταξιδεύει σε κύματα σε ένα συγκεκριμένο επίπεδο ή συχνότητα δόνησης. Όταν μια μεμονωμένη συχνότητα φωτός ταξιδεύει μέσω οπτικών ισομερών, το επίπεδό της περιστρέφεται. Αυτή η περιστροφή μπορεί να είναι δεξιόστροφα ή αριστερόστροφα ανάλογα με το ηλεκτρικό φορτίο των ισομερών.
Οι επιστήμονες συνήθως δοκιμάζουν οπτικά ισομερή χρησιμοποιώντας ένα πολωσίμετρο. Τα εξαρτήματα ενός πολωσίμετρου συνήθως περιλαμβάνουν ένα κομμάτι πολωμένου υλικού μέσα από το οποίο περνά το φως, έναν σωλήνα που χρησιμοποιείται για τη συγκράτηση ενός διαλύματος, έναν περιστρεφόμενο αναλυτή και έναν προσοφθάλμιο φακό. Ο σωλήνας είναι γεμάτος με νερό, το οποίο δεν έχει ηλεκτρικό φορτίο, και ο αναλυτής περιστρέφεται έτσι ώστε να μην φαίνεται φως που περνά μέσα από αυτόν.
Οι πολωτές συνήθως διασταυρώνονται σε γωνία 45 μοιρών. Ένα διάλυμα που περιέχει οπτικά ισομερή προστίθεται στο νερό και ο αναλυτής περιστρέφεται μέχρι να φανεί φως που περνά μέσα από το όργανο. Με αυτόν τον τρόπο μπορεί να μετρηθεί η επίδραση των ισομερών και να σημειωθεί η γωνία περιστροφής.
Παραδείγματα ισομερών είναι τα αμινοξέα, τα σάκχαρα και οι πρωτεΐνες. Οι διαφορετικές γεύσεις και μυρωδιές ορισμένων τροφίμων μπορούν να αποδοθούν στον τρόπο ευθυγράμμισης των ατόμων σε αυτά τα τρόφιμα. Οι υποδοχείς στο στόμα και τη μύτη μπορεί να αντιλαμβάνονται τη γεύση και το άρωμα των τροφίμων με βάση τον τρόπο που αυτά τα μόρια είναι διατεταγμένα και πώς αντιδρούν σε αυτούς τους υποδοχείς.
Τα οπτικά ισομερή μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τη μέτρηση της καθαρότητας ενός χημικού διαλύματος. Για παράδειγμα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη βιομηχανία ζάχαρης για τη μέτρηση της συγκέντρωσης του χύμα σιροπιού ζάχαρης. Στην ιατρική, η χρήση αυτών των ισομερών αναπτύσσεται για τη μέτρηση των επιπέδων σακχάρου στο αίμα σε διαβητικούς. Η οπτική ορυκτολογία μπορεί επίσης να χρησιμοποιήσει ισομερή για να αναγνωρίσει υλικά σε ένα λεπτό τμήμα κοιτασμάτων ορυκτών.
Ο διαχωρισμός των οπτικών ισομερών μπορεί να είναι ένα χρήσιμο εργαλείο για την επιστημονική έρευνα. Κατά τη μελέτη των αμινοξέων, αυτά τα οξέα μπορούν να διαχωριστούν και να μετρηθούν χρησιμοποιώντας οπτικά ισομερή. Μια ουσία που περιέχει αυτά τα ισομερή διέρχεται μέσω ενός στερεού ή υγρού που έχει ηλεκτρικά φορτισμένα άτομα και τα ισομερή διαχωρίζονται με την αντίδραση του ηλεκτρικού φορτίου του διαλύματος και των ισομερών. Τα οπτικά ισομερή είναι ένα κοινό φαινόμενο στη φυσική χημεία και μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε πολλές βιομηχανίες, συμπεριλαμβανομένης της ιατρικής έρευνας.