异构酶（英语：isomerase）是一类将分子从一种同分异构体转化为另一种同分异构体的酶。 异构酶促进分子内重排，其中键断裂和形成。 这种反应的一般形式如下：
A–B → B–A
一种底物只产生一种产品。 该产品具有与底物相同的分子式，但键连接性或空间排列不同。 异构酶催化许多生物过程的反应，例如糖酵解和碳水化合物代谢（英语：Carbohydrate metabolism）。
异构酶是以“(底物)异构酶”这种格式来命名，如脂酰辅酶A脱氢酶。或是以“(底物)(异构酶种类)”来命名，如磷酸葡萄糖变位酶。
异构酶在EC编号中分类为EC5，并再细分为6个子类：