解题思路：分子式相同、结构不同的化合物互为同分异构体，注意把握好三要素：分子式相同、结构不同、化合物．
A、O2和O3是氧元素组成的性质不同的单质，互称同素异形体，故A错误；
B、H2O和H2O2分子式不相同，不属于同分异构体，故B错误；
C、正丁烷和异丁烷故分子式相同，结构不同，属于同分异构体，C正确；
D、H和D是质子数相同，中子数不同的原子，属于同位素，故D错误；
故选C；
点评：
本题考点： 同分异构现象和同分异构体．
考点点评： 本题考查了同素异形体、同分异构体、同位素等基本概念，难度不大，明确这几个概念的区别是解本题的关键．