在有機化學中，同源系列是具有相同官能團和相似化學性質的一系列化合物，其中該系列的成員可以是支鏈或非支鏈的，或者分子式不同CH_{2，分子量為 14u。 這可以是碳鏈的長度，例如直鏈烷烴（鏈烷烴），也可以是均聚物（例如直鏈淀粉）中的單體數。}

同源系列中的化合物通常具有一組固定的官能團，這些官能團賦予它們相似的化學和物理性質。 （例如，直鏈伯醇系列在碳鏈末端有一個羥基。）這些特性通常會隨著系列逐漸變化，而這些變化通常可以僅用分子大小和質量的差異來解釋。 同源系列這個名稱也常用于任何具有相似結構或包含相同官能團的化合物的集合，例如一般烷烴（直鏈和支鏈）、烯烴（烯烴）、碳水化合物等。但是，如果 成員不能通過單個參數按線性順序排列，該集合可能更適合稱為化學家族或同源化合物類而不是系列。

同系物的概念是1843年由法國化學家Charles Gerhardt提出的。 同系化反應是將同源系列的一個成員轉化為下一個成員的化學過程。

直鏈烷烴的同系物系列開始于甲烷 (CH4)、乙烷 (C2H6)、丙烷 (C3H8)、丁烷 (C4H10) 和戊烷 (C5H12)。 在該系列中，連續成員的質量因鏈中插入的額外亞甲基橋（-CH2- 單元）而不同。 因此，每個成員的分子質量相差 14 個原子質量單位。 這種系列中的相鄰成員，例如甲烷和乙烷，被稱為相鄰同系物。

在該系列中，許多物理性質（例如沸點）會隨著質量的增加而逐漸變化。 例如，乙烷 (C2H6) 的沸點高于甲烷 (CH4)。 這是因為乙烷分子之間的倫敦分散力高于甲烷分子之間的倫敦分散力，導致分子間吸引力更強，從而提高了沸點。

一些重要的有機分子類別是烷烴的衍生物，例如伯醇、醛和（單）羧酸形成與烷烴類似的系列。 對應的直鏈伯醇同系物有甲醇（CH4O）、乙醇（C2H6O）、1-丙醇（C3H8O）、1-丁醇等。 單環環烷烴形成另一個這樣的系列，從環丙烷開始。

生物聚合物也形成同源系列，例如葡萄糖的聚合物，例如以纖維二糖為起始的纖維素低聚物，或以麥芽糖為起始的直鏈淀粉低聚物系列，有時稱為麥芽低聚物。 Homooligopeptides，僅由一個氨基酸重復組成的寡肽也可以作為同源系列進行研究。

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同系不是有機化學獨有的。 鈦、釩和鉬的氧化物都形成同系物（例如 VnO2n ? 1 表示 2 < n < 10），稱為 Magnéli 相，硅烷 SinH2n + 2（n xxx為 8）類似于 烷烴，CnH2n + 2。