Les éléments isoélectroniques sont des éléments qui ont la même configuration électronique dans les couches de valence les plus externes. Ces éléments peuvent être des atomes ou des ions, et dans le cas des composés isoélectroniques, des molécules. Cet arrangement similaire d'électrons conduit à des propriétés chimiques similaires.
L'azote et l'oxygène avec un électron supplémentaire sont isoélectroniques, car leurs couches d'électrons de valence contiennent chacune cinq électrons. L'atome de lithium chargé positivement est un partenaire isoélectronique avec l'atome d'hélium, car ils ont tous deux deux électrons dans leur enveloppe la plus externe. Certaines paires isoélectroniques ont des paires d'électrons identiques s'étendant profondément dans les couches électroniques internes, telles que le soufre et l'argon ionisés.