Молекула – это наименьшая частица химического вещества, которая обладает всеми его свойствами. Она имеет постоянное количество атомов, объединенных химическими связями, т.е. имеет постоянный состав.

Химическая индивидуальность молекулы выражается конфигурацией и совокупностью химических связей между ее атомами. Между атомами молекулы существуют валентные и невалентные взаимодействия. Первые обеспечивают основные свойства и стабильность молекулы, вторые – существенно влияют на свойства молекул и в результате вещества, которое они образуют.
В молекулах признают наличие двухчентровых и многоцентровых связей (чаще всего трехцентровых и четырехцентровых).

Молекула представляет собой динамическую систему, в которой атомы являются материальными точками и могут совершать механические колебательные и вращательные движения относительно равновесной ядерной конфигурации. Эта конфигурация соответствует минимуму энергии молекулы и рассматривается как система гармонических осцилляторов.

Молекулы состоят из атомов. Их расположение можно передать с помощью структурной формулы. Для передачи состава молекулы используется брутто-формула. Некоторые молекулы, например, белков, могут содержать сотни тысяч атомов.

Молекулы изучаются в квантовой химии, теории строения молекул. Эти ветви науки активно используют достижения квантовой физики. В настоящее время в химии развивается такая отрасль, как молекулярный дизайн.

В настоящее время для определения строения молекул определенного вещества используются дифракционные методы. К ним относятся рентгеноструктурный анализ и дифракция нейтронов. Эти методы являются прямыми. Также существуют и другие методы: колебательная спектроскопия, электронный парамагнитный и ядерный магнитный резонансы.