Zwei Wasserstoffatome und ein Sauerstoffatom verbinden sich zu Wasser. Das ist ein Molekül, eine Gruppe von zwei oder mehr chemisch gebundenen Atomen. Die Atome können vom selben Element sein, wie O₂, oder von verschiedenen Elementen, wie H₂O. Das Molekül ist die kleinste Einheit einer kovalenten Verbindung, die ihre chemischen Eigenschaften beibehält. Es ist elektrisch neutral, im Gegensatz zu einem Ion.

Moleküle unterscheiden sich enorm in Größe und Komplexität. Wasserstoff ist mit zwei Atomen das kleinste. Proteine ​​können Tausende von Atomen enthalten. DNA kann Milliarden von Atomen enthalten. Die Form eines Moleküls bestimmt seine Funktion. Die Form eines Proteins bestimmt, welche Moleküle es bindet. Die Form eines Medikaments bestimmt, ob es an sein Zielmolekül passt. Die Molekülgeometrie wird durch Bindungslängen, Bindungswinkel und Torsionswinkel beschrieben. Das VSEPR-Modell sagt Formen auf Basis der Elektronenabstoßung voraus.

Moleküle werden durch kovalente Bindungen zusammengehalten. Sie können auch über schwächere Kräfte miteinander interagieren: Wasserstoffbrückenbindungen, Dipol-Dipol-Wechselwirkungen und London-Dispersionskräfte. Diese intermolekularen Kräfte bestimmen Siedepunkte, Löslichkeit und biologische Aktivität. Sie sind der Grund dafür, dass Wasser bei Raumtemperatur flüssig und Methan gasförmig ist.

Moleküle sind das Vokabular der Chemie. Sie sind die Bausteine ​​von Reaktionen. Sie werden in der Spektroskopie identifiziert und in der Biologie genutzt. Das Molekül ist die Grundeinheit kovalenter Verbindungen.