En matematiko, izomorfio (greka lingvo:_isos_ "egala", kaj _morphe_ "formo") estas tia bijekcio (t.e. ĉie difinita dissurĵeto) f inter du objektoj havantaj algebran strukturon de la sama tipo, ke kaj f, kaj ĝia inverso f −1 estas homomorfioj, t.e. strukturo-konservantaj funkcioj.
Neformale, izomorfio estas speco de funkcio inter objektoj, kiu montras strukturan similecon inter iliaj respektivaj ecoj aŭ/kaj operacioj. Se ekzistas izomorfio inter du strukturoj, oni nomas la du strukturojn izomorfaj. En certa senco, izomorfaj strukturoj estas strukture identaj - se oni malatentas pli subtilajn diferencojn, kiuj devenas de iliaj respektivaj difinoj, t.e. detalojn nerilatajn al la ecoj de konsiderata tipo de strukturo.