Stereo-isomeren die niet enatiomeer zijn (niet elkaars spiegelbeeld) noemen we diastereoisomeren of diastereomeren. Ze kunnen chiraal of achiraal zijn.
De term diastereomeer kom je meestal tegen in relatie met moleculen met meerdere asymmetrische C-atomen (chirale moleculen), maar formeel zijn cis-trans-isomeren ook diastereomeren.
Een voorbeeld van een molecuul met twee asymmetrische C-atomen is 1-broom-1,2-dichloorpropaan. Hiervan bestaan vier stereo-isomeren.