含两个或多个手性碳原子的光学活性分子中，有一个手性碳的构型发生转化的过程。转化形成的非对映异构体叫差向异构体。例如在稀碱溶液中，D-葡萄糖经差向异构化转化为D-甘露糖和D-果糖的平衡混合物(如图)。
这种差向异构化被用于解释海水中果糖的高浓度。果糖并不是海藻的优势糖，在海洋环境中缺乏大量的生物来源。但其在海水中的浓度几乎与葡萄糖相当，且果糖/葡萄糖浓度比值相当恒定，与糖的总浓度无关。实验证实在海水pH下确实能发生这种转化，虽然转化的速率较低，但海水中的外酶催化和光催化作用能加速这种转化，果糖在无机物上的吸附或选择缔合能使平衡向有利于果糖的方向移动。
组成蛋白质的氨基酸(如L-异亮氨酸)进入海洋沉积后，也能发生缓慢的差向异构化或外消旋化过程，因而D/L异构体比值随地质年代而增加。可利用海和镁，然后算出钠的浓度。
此法的缺点是其精密度可能受其他相关组分分析误差的影响