Elementos isoeletrônicos são elementos que têm a mesma configuração eletrônica nas camadas de valência mais externas. Esses elementos podem ser átomos ou íons e, no caso de compostos isoeletrônicos, moléculas. Este arranjo semelhante de elétrons leva a propriedades químicas semelhantes.
O nitrogênio e o oxigênio com um elétron extra são isoeletrônicos porque suas camadas de elétrons de valência contêm cinco elétrons. O átomo de lítio carregado positivamente é um parceiro isoeletrônico do átomo de hélio, porque ambos têm dois elétrons em suas camadas mais externas. Alguns pares isoeletrônicos têm pares idênticos de elétrons que se estendem profundamente nas camadas internas de elétrons, como enxofre ionizado e argônio.