元素是純物質，因而每種元素均具有各自固定的組成和結構。例如，

• 金剛石是一種元素，它只由碳原子構成。在金剛石的結構中，成千上萬的碳原子相互連接，構成巨型網狀結構。

• 石墨亦是一種元素，它亦只由碳原子組成。但是，石墨卻是由多個碳層組合而成的層狀結構。在每個碳層之內，無數碳原子以六角環狀結構相互連接成巨型網狀。

通過比較可以看出，雖然金剛石和石墨都是由碳原子構成的元素，但是它們的結構完全不同，因此，它們是兩種不同的元素。類似金剛石和石墨這樣，由同種原子以不同的方式結合而成的，具有不同結構和形態的兩種元素，互為同素異形體 (allotropes)。

每種元素均具有各自固定而獨特的性質。例如，從下表可以看出，雖然金剛石和石墨均是由碳原子構成的，但它們的性質存在明顯的不同。

雖然每種元素均具有獨特的性質，但是，所有元素的性質都有一個共通之處：元素均不能用化學方法分解為更簡單的純物質。例如，至目前為止，仍未有科學家能夠通過化學方法把金剛石 (或石墨) 分解成兩種或以上其他純物質。

雖然元素不能再被分解成其他更簡單的純物質，但是，兩種或以上元素，在特定的條件下，可經化學反應相結合，生成新的化合物。

例如，鈉在氯中燃燒時，鈉和氯經由化學反應相結合，生成新的化合物——氯化鈉 (俗稱食鹽)。

由於在化學反應過程中有新物質生成，因此，兩種或以上元素經由化學反應生成化合物的過程是化學變化。