Kimyasal bağlarla birbirine bağlanmış ve tek bir birim olarak davranan atomlar topluluğu. Molekül, kimyasal bir bileşiğin, aynı bileşime sahip ve onunla aynı kimyasal özellikleri gösteren en küçük parçasıdır. Bir molekülün bileşimi, molekül formülüyle gösterilir. Kimi elementler, örneğin oksijen (O2) ve fosfor (P4), molekül hâlinde bulunur. Serbest kökler ve iyonlar da bir çeşit moleküldür. Moleküller, bir atomik büyüklükten makromoleküllere (özellikle proteinler ve polimerlerde olduğu gibi molekül ağırlıkları 10.000 ve yukarısı olan meloküller) dek çok çeşitli büyüklükte olabilir. Moleküllerin özellikleri ve yapısı, örneğin bağ uzunlukları ve bağ açıları, elektron kırınımı, x ışını kırınımı ve spektroskopik yöntemlerle incelenir.