Termi Allotropia "viittaa yhteen tai useampaan kemiallisen alkuaineen muotoon, jotka esiintyvät samassa fysikaalisessa tilassa. Eri muodot johtuvat eri tavoista, joilla atomit voivat sitoutua toisiinsa. Ruotsalainen tutkija Jons Jakob Berzelius ehdotti allotrooppien käsitettä vuonna 1841. Elementtien kykyä olla olemassa tällä tavalla kutsutaan allotropism.
Allotropeilla voi olla hyvin erilaisia kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia. Esimerkiksi grafiitti ja timantti- ovat molemmat hiili jotka esiintyvät kiinteässä tilassa. Grafiitti on pehmeää, kun taas timantti on erittäin kovaa. Fosforin kaikotropeilla on erilaisia värejä, kuten punainen, keltainen ja valkoinen. Elementit voivat muuttaa allotropeja vastauksena paineen, lämpötilan ja valolle altistumisen muutoksiin.
Hiiliesimerkin jatkamiseksi timantissa hiiliatomit sidotaan tetraedrisen hilan muodostamiseksi. Grafiitissa atomit sitoutuvat muodostaen levyjä kuusikulmaisesta rististä. Muita hiilen allotrooppeja ovat grafeeni ja fullereenit.
O2 ja otsoni, O3, ovat allotropeja happi. Nämä allotroopit pysyvät eri vaiheissa, mukaan lukien kaasu, neste ja kiinteät tilat.
Fosforilla on useita kiinteitä allotropeja. Toisin kuin hapen allotrooppeja, kaikki fosforin allotroopit muodostavat saman nestemäisen tilan.