固態金屬在不同的條件下具有不同晶體結構的現象叫做同素異構現象。有不少金屬有同素異構現象，例如鐵、鈦、錳、鋯、鈷、錫等金屬都有同素異構現象，有的還不止一次轉變。所謂在不同的條件下指的是諸如溫度不同、壓力不同、形變方式不同等條件。這些不同結構之間的轉變叫做同素異構轉變，但是液態金屬結晶成固態金屬的過程不叫做同素異構轉變，嚴格地說，合金中發生的固態結構也不能叫做同素異構轉變。這樣的同素異構轉變是通過晶體中改變原子排列出現的，正是原子排列改變了，所以這些同素異構轉變具有一系列不同于結晶的特點。

（1）同素異構轉變與結晶比較時，這個轉變的溫度更容易過冷，更容易造成更大的過冷度而使實際發生轉變的溫度降低到更低的溫度。這是由于固體中原子擴散比液體中慢的多。

（2）同素異構轉變與結晶比較時，得到的組織更細密，彌散度更大。這是通過固態相變細化組織的一個重要原因。

（3）同素異構轉變與結晶比較時，由于新相在固體中形成，加上各個相之間比容不同，自然會產生比容不同造成的組織應力存在，這個組織應力在熱護理過程中可能造成變形或者開裂。

（4）同樣由于上述原因，同素異構轉變進行的速度也比較慢，需要原子擴散，滿足結構和成分條件有可能完成轉變。