由于C＝C双键不能自由旋转，双键碳原子是sp杂化碳原子，因此双键两端碳原子所连的四个原子都处在同一平面上，这种结构的化合物就有可能产生两种不同构型的异构体。例如2-丁烯（CH－CH＝CH－CH），该分子在空间有如下两种排列方式。
　　　　　　　　　　
　　分子中两个氢原子（或甲基）处在双键同侧（π-键平面的同侧）称顺式。如果氢原子（或甲基）处在双键异侧的则称为反式。又如，丁烯二酸也具有两种顺反异构体。
　　　　　　　　　
　　从上面两个例子可以看到，顺反异构体分子中各原子或原子团的连接次序相同，但它们的空间排列方式却不一样，因此顺反异构体是一种分子结构相同而构型不同的异构现象。
　　但并不是所有含C＝C双键的化合物都有顺反异构现象。产生顺反异构的条件必须是在每个双键碳原子上连有不同的原子或原子团。如下面的通式所示：
　　　　　　　　　　　
　　如果同一双键碳原子上连有相同的原子或原子团时，就没有顺反异构现象。如下式所示：
　　　　　　　　　　　　
　　由此可见，一个有机物产生顺反异构必须在分子结构上具备两个条件：（1）原子之间有阻碍自由旋转的因素，如双键或环的存在；（2）每个双键或环上碳原子连着两个不同的原子或原子团。
　　上面的一些例子如2-丁烯，丁烯二酸分子中只含有一个C＝C双键，所以只有两个顺反异构体。如果分子中含有两个或两个以上C＝C双键，而每个双键都可以产生顺反异构体，这个分子就可以有2n（n＝双键数）个异构体。例如1-苯基-1，3戊二烯（不对称的多烯）就有四个顺反异构体：
　　　　　　　
　　如果两个双键上连有相同的原子或原子团时，则异构体数目就要减少。如把上面化合物中的苯基换成甲基，所得化合物为2,4-己二烯（对称的多烯），其顺反异构体数就要由四个减少为三个：