تتحد ذرتان من الهيدروجين وذرة واحدة من الأكسجين لتكوين الماء. هذا هو الجزيء، وهو عبارة عن مجموعة من ذرتين أو أكثر مرتبطة معًا برابطة كيميائية. قد تكون الذرات من نفس العنصر، مثل O2، أو من عناصر مختلفة، مثل H2O. الجزيء هو أصغر وحدة في المركب التساهمي تحتفظ بخصائصها الكيميائية. وهو متعادل كهربائيًا، على عكس الأيون.

تتفاوت الجزيئات بشكل كبير في الحجم والتعقيد. الهيدروجين هو أصغرها، ويتكون من ذرتين. قد تحتوي البروتينات على آلاف الذرات، بينما قد يحتوي الحمض النووي (DNA) على مليارات الذرات. يحدد شكل الجزيء وظيفته. فشكل البروتين يحدد ما يرتبط به، وشكل الدواء يحدد مدى ملاءمته لهدفه. تُوصف الهندسة الجزيئية بأطوال الروابط وزواياها وزوايا الالتواء. ويتنبأ نموذج VSEPR بالأشكال بناءً على تنافر الإلكترونات.

تترابط الجزيئات بروابط تساهمية. كما يمكنها التفاعل فيما بينها عبر قوى أضعف: الروابط الهيدروجينية، وتفاعلات ثنائي القطب، وقوى تشتت لندن. تحدد هذه القوى بين الجزيئية درجات الغليان، والذوبانية، والنشاط البيولوجي. وهي السبب في أن الماء سائل في درجة حرارة الغرفة، بينما الميثان غاز.

الجزيئات هي لغة الكيمياء. هي ما تُكوّنه التفاعلات الكيميائية وما تُفكّكه. هي ما يُحدّده التحليل الطيفي وما تستخدمه البيولوجيا. الجزيء هو الوحدة الأساسية للمركبات التساهمية.