Allotropie, das Vorhandensein eines chemischen Elements in zwei oder mehreren Formen, die sich in der Anordnung der Atome in kristallinen Festkörpern oder im Auftreten von Molekülen, die unterschiedliche Anzahl von Atomen enthalten, unterscheiden können. Das Vorhandensein verschiedener kristalliner Formen eines Elements ist das gleiche Phänomen, das im Falle von Verbindungen als Polymorphismus bezeichnet wird. Allotrope können monotrop sein, in diesem Fall ist eine der Formen unter allen Bedingungen am stabilsten, oder enantiotrop, in diesem Fall sind verschiedene Formen unter verschiedenen Bedingungen stabil und gehen bei charakteristischen Temperaturen und Drücken reversibel von einer zur anderen über.
Zu den Elementen, die Allotropie aufweisen, gehören Zinn, Kohlenstoff, Schwefel, Phosphor und Sauerstoff. Zinn und Schwefel sind enantiotrop: Zinn liegt in einer grauen Form vor, die unter 13,2° C stabil ist, und in einer weißen Form, die bei höheren Temperaturen stabil ist; Schwefel bildet rhombische Kristalle, die unter 95,5° C stabil sind, und monokline Kristalle, die zwischen 95,5° C und dem Schmelzpunkt (119° C) stabil sind. Kohlenstoff, Phosphor und Sauerstoff sind monotrop; Graphit ist stabiler als Diamant, roter Phosphor ist stabiler als weißer, und zweiatomiger Sauerstoff mit der Formel O2 ist unter allen üblichen Bedingungen stabiler als dreiatomiger Sauerstoff (Ozon, O3).