Ryhmäautomorfismi on ryhmän bijektiivinen homomorfismi itseensä .
Ryhmän automorfismia kutsutaan sisäiseksi , jos siinä on sellainen elementti , joka (tässä tapauksessa sitä joskus merkitään nimellä ); muuten automorfismia kutsutaan ulkoiseksi.
Ryhmän automorfismien ryhmää merkitään sisäisten automorfismien joukolla, joka on merkitty Koska on alaryhmä , voidaan myös todistaa, että se on normaali aliryhmä . Osamääräryhmää kutsutaan ryhmän ulkoisten automorfismien ryhmäksi. Kuvaus määrittelee homomorfismin , jonka ydin on ryhmän keskus , joten . Kaikki normaalit alaryhmät ovat invariantteja sisäisten automorfismien vaikutuksesta. Alaryhmiä, jotka ovat invariantteja ryhmän kaikkien automorfismien vaikutuksesta, kutsutaan tunnusomaisiksi .
Mitä tahansa ryhmää, joka on sama kuin sen automorfismiryhmä, kutsutaan täydelliseksi . Kaikki symmetriset ryhmät ovat täydellisiä . Ryhmän laajennusta automorfismiryhmällä kutsutaan holomorfiksi .