Основных аллотропных модификаций -- две: кристаллическая сера, состоящая из восьмичленных циклических молекул, и полисера или пластическая сера, представляющая собой линейный полимер S_n. У полисеры существует аморфная и несколько кристаллических модификаций.
Кроме того, существует третья аллотропная модификация -- шестичленная сера, кристаллизующаяся в тригональной сингонии и имеющая оранжево-красный цвет. Получается по реакции сероводорода с хлоридом серы в среде эфира. Известен также аддукт, состоящий из шести- и десятичленных молекул серы. Получены также неустойчивые пяти- и семичленные молекулы серы, не выделенные в виде твердых фаз.
Также известны полимерные фазы высокого давления, предполагается наличие и металлической фазы.
Кристаллическая сера имеет по крайней мере две полиморфные модификации нормального давления -- ромбическую и моноклинную. Последняя стабильна в узком диапазоне температур вблизи температуры плавления, а при комнатной температуре может сохраняться в метастабильном состоянии, постепенно "разлагаясь" до ромбической. Известен также минерал розицкит, представляющий собой моноклинную модификацию серы, структура которой отличается от обычной моноклинной серы.
Практически повсеместно полиморфизм ромбическая-моноклин<wbr />ная сера смешивают с понятием аллотропии, называя моноклинную серу третьей аллотропной модификацией, что неверно, так как химически обе модификации серы одинаковы, отличаясь только взаимным положением молекул и симметрией их расположения в пространстве, тогда как у пластической серы молекулы имеют другое строение, то есть это два разных простых вещества, имеющих один элементный химический состав.