Dua atom hidrogen dan satu atom oksigen berikatan membentuk air. Itu adalah molekul, yaitu kelompok dua atom atau lebih yang berikatan secara kimia. Atom-atom tersebut dapat berupa unsur yang sama, seperti O2, atau unsur yang berbeda, seperti H2O. Molekul adalah unit terkecil dari senyawa kovalen yang mempertahankan sifat kimianya. Molekul bersifat netral secara listrik, tidak seperti ion.

Molekul sangat bervariasi dalam ukuran dan kompleksitasnya. Hidrogen adalah yang terkecil, dengan dua atom. Protein dapat mengandung ribuan atom. DNA dapat mengandung miliaran atom. Bentuk molekul menentukan fungsinya. Bentuk protein menentukan apa yang diikatnya. Bentuk obat menentukan apakah obat tersebut sesuai dengan targetnya. Geometri molekuler dijelaskan oleh panjang ikatan, sudut ikatan, dan sudut torsi. Model VSEPR memprediksi bentuk berdasarkan tolakan elektron.

Molekul-molekul disatukan oleh ikatan kovalen. Mereka juga dapat berinteraksi satu sama lain melalui gaya yang lebih lemah: ikatan hidrogen, interaksi dipol-dipol, dan gaya dispersi London. Gaya antarmolekul ini menentukan titik didih, kelarutan, dan aktivitas biologis. Inilah sebabnya mengapa air berwujud cair pada suhu kamar dan metana berwujud gas.

Molekul adalah kosakata kimia. Molekul adalah apa yang dibentuk dan dipecah oleh reaksi. Molekul adalah apa yang diidentifikasi oleh spektroskopi dan apa yang digunakan oleh biologi. Molekul adalah unit fundamental dari senyawa kovalen.