顺反异构体的物理性质有所不同，并表现出一些规律性，其中较显著的有熔点、溶解度和偶极距。
反式异构体中的原子排列比较对称，分子能规则地排入晶体结构中，因而具有较高的熔点。
顺式异构体是两个电负性相同的原子或原子团处在分子的同侧，而不像反式那样比较对称地排列，因而顺式分子的偶极距比反式大，为偶极分子，有微弱的极性，因此在水中的溶解度也就比较大。
燃烧热（heatofcombustion）是指一摩尔化合物完全燃烧生成二氧化碳和水所放出的热量。它的大小可反映分子能量的高低，所以常可作为有机物相对稳定性的根据。通常有机物越稳定，分子能量就越低，就具有较小的燃烧。反式异构体的燃烧比顺式小，因而反式较顺式稳定。顺反异构体具有相同的官能团，化学性质基本相同，但因有些反应与原子或原子团在空间的相对位置有关，反应速度也就有差别。
例如，顺-丁烯二酸的两个羧基处在双键的同侧距离比较近而容易发生脱水反应。反式的两个羧基即处在双键的异侧，距离较远，在同样温度下不起反应。但如热到较高的温度，反式先转变成顺式再脱水生成酸酐。
又如巴豆酸的两个异构体，用甲醇酯化时，反-巴豆酸的酯化速度较快，因反式的甲基和羧基处在双键的异侧，空间位阻较小，容易酯化。顺-巴豆酸的甲基和羧基处在双键的同侧，空间位阻较大，不易酯化。
顺反异构多指双键或环上取代基在空间排列不同而形成的异构体。其紫外光谱有明显差别，一般反式异构体电子离预范围较大，键的张力较小，π—>π*跃迁位于长波端，吸收强度也较大。 反式二苯乙烯在乙醇溶液中出现3个吸收带，最大吸收波长为201.5nm。而顺式二苯乙烯在乙醇溶液中仅出现2条谱带，这是由于反式比顺式更加有效共轭。若α-甲基取代时，反式吸收带比顺式吸收带位于长波端，但α，α'-二甲基取代时，反式比顺式最大吸收波长位于较短波长端，这是由于这类化合物顺式更利于共轭。 肉桂酸异构体的紫外吸收光谱也有很大不同。反式肉桂酸为平面型结构，双键与处于同一平面的苯环容易π-π共轭。顺式肉桂酸中由于空间位阻，双键与苯环处于非平面，不易发生共轭。所以反式较顺式最大吸收波长位于长波端，摩尔吸收系数最大值高于顺式一倍。
