Gli elementi isoelettronici sono elementi che hanno la stessa configurazione elettronica negli involucri di valenza più esterni. Questi elementi possono essere sia atomi che ioni e, nel caso di composti isoelettronici, molecole. Questa simile disposizione di elettroni porta a proprietà chimiche simili.
L'azoto e l'ossigeno con un elettrone in più sono isoelettronici, perché i loro gusci di elettroni di valenza contengono ciascuno cinque elettroni. L'atomo di litio caricato positivamente è un partner isoelettronico con l'atomo di elio, poiché entrambi hanno due elettroni nei loro gusci più esterni. Alcune coppie isoelettroniche hanno coppie identiche di elettroni che si estendono in profondità nei gusci degli elettroni interni, come zolfo ionizzato e argon.