Dvije molekule istog kemijskog sastava mogu se konstruirati s različitim atomskim konfiguracijama. Atomi u tim molekulama različito su raspoređeni, a kada su njihove zrcalne slike okrenute u istom smjeru, atomi u tim molekulama se ne poravnavaju jedni s drugima. Ove molekule su također poznate kao kiralne molekule. Kiralne molekule ne mogu se nalagati jedna na drugu. Izomer je takva molekula.
Optički izomer je molekula koja utječe na ravninsko polariziranu svjetlost. Svjetlosni valovi imaju određene frekvencije. Polarizirano svjetlo putuje u valovima na određenoj ravnini ili frekvenciji vibracija. Kada jedna frekvencija svjetlosti putuje kroz optičke izomere, njezina se ravnina rotira. Ova rotacija može biti u smjeru kazaljke na satu ili u suprotnom smjeru, ovisno o električnom naboju izomera.
Znanstvenici obično testiraju optičke izomere pomoću polarimetra. Komponente polarimetra obično uključuju komad polariziranog materijala kroz koji prolazi svjetlost, cijev koja se koristi za držanje otopine, rotirajući analizator i okular. Cijev je napunjena vodom koja nema električni naboj, a analizator se zakreće tako da se ne vidi svjetlost koja prolazi kroz nju.
Polarizatori se obično križaju pod kutom od 45 stupnjeva. Otopina koja sadrži optičke izomere dodaje se vodi i analizator se okreće sve dok se kroz instrument ne vidi svjetlost. Na taj se način može izmjeriti učinak izomera i zabilježiti kut rotacije.
Primjeri izomera su aminokiseline, šećeri i proteini. Različiti okusi i mirisi nekih namirnica mogu se pripisati načinu na koji su atomi u tim namirnicama usklađeni. Receptori u ustima i nosu mogu percipirati okus i aromu hrane na temelju toga kako su te molekule raspoređene i kako reagiraju na te receptore.
Optički izomeri se također mogu koristiti za mjerenje čistoće kemijske otopine. Na primjer, mogu se koristiti u industriji šećera za mjerenje koncentracije šećernog sirupa. U medicini se razvija upotreba ovih izomera za mjerenje razine šećera u krvi kod dijabetičara. Optička mineralogija također može koristiti izomere za identifikaciju materijala u tankom dijelu mineralnih naslaga.
Odvajanje optičkih izomera može biti koristan alat za znanstvena istraživanja. U proučavanju aminokiselina, te se kiseline mogu odvojiti i izmjeriti pomoću optičkih izomera. Tvar koja sadrži te izomere propušta se kroz krutu tvar ili tekućinu koja ima električno nabijene atome, a izomeri se odvajaju reakcijom električnog naboja otopine i izomera. Optički izomeri česta su pojava u prirodnoj kemiji i mogu se koristiti u mnogim industrijama, uključujući medicinska istraživanja.