分子は結合していなくても互いに引き合います。これらの弱い引力はファンデルワールス力と呼ばれ、19世紀にこれを記述したヨハネス・ディデリク・ファンデルワールスにちなんで名付けられました。ファンデルワールス力には、双極子-双極子相互作用、双極子誘起双極子相互作用、ロンドン分散力などがあります。これらは共有結合やイオン結合よりも弱いですが、多くの物質の沸点、融点、および物理的性質を決定します。

ロンドン分散力は最も弱く、最も普遍的な力です。これは、電子密度の一時的な変動によって瞬間的な双極子が生じることで発生します。これらの双極子は近くの分子に双極子を誘起し、弱い引力を生み出します。分散力は分子の大きさと表面積に比例して大きくなります。そのため、分子が大きいほど沸点が高くなります。ヨウ素は室温で固体ですが、フッ素は気体です。どちらもハロゲンですが、ヨウ素の方が電子数が多く、分散力も強くなります。

双極子-双極子相互作用は、極性分子間で起こります。一方の分子の部分的に正に帯電した部分が、もう一方の分子の部分的に負に帯電した部分を引き付けます。水素結合は、双極子-双極子相互作用の特殊でより強いケースです。水素結合は、水素が窒素、酸素、またはフッ素と結合するときに生じます。水素結合は、水の高い沸点やDNAの二重らせん構造の原因となっています。

ファンデルワールス力は、生物学、材料科学、化学において重要な役割を果たします。グラファイトの層を結合させたり、ヤモリが壁を登ることを可能にしたり、薬剤が標的に結合する仕組みを決定づけたりします。個々の力は弱いものの、集合すると強力な力となります。