異構酶（英語：isomerase）是一類將分子從一種同分異構體轉化為另一種同分異構體的酶。 異構酶促進分子內重排，其中鍵斷裂和形成。 這種反應的一般形式如下：
A–B → B–A
一種底物只產生一種產品。 該產品具有與底物相同的分子式，但鍵連接性或空間排列不同。 異構酶催化許多生物過程的反應，例如糖酵解和碳水化合物代謝（英語：Carbohydrate metabolism）。
異構酶是以「(底物)異構酶」這種格式來命名，如脂酰輔酶A脫氫酶。或是以「(底物)(異構酶種類)」來命名，如磷酸葡萄糖變位酶。
異構酶在EC編號中分類為EC5，並再細分為6個子類：