Topoisómeros o isómeros topológicos son moléculas con la misma fórmula química y conectividades de enlaces estereoquímicos pero diferentes topologías. Ejemplos de moléculas para las que existen topoisómeros incluyen el ADN, que puede formar nudos, y los catenanos. Cada topoisómero de una determinada molécula de ADN posee un número de enlace diferente asociado a él. Los topoisómeros del ADN pueden ser intercambiados por enzimas llamadas topoisomerasas. Usando una topoisomerasa junto con un intercalador, los topoisómeros con diferente número de enlace se pueden separar en un gel de agarosa mediante electroforesis en gel.
Tres topoisómeros de una molécula de ADN circular cerrada. Izquierda: negativo supercoiled; centro: relajado; derecha: positivamente supercoiled