Nồng độ mol là cách phổ biến nhất để biểu thị nồng độ trong hóa học. Nó là số mol chất tan trên một lít dung dịch. Đơn vị là mol trên lít, viết tắt là M. Dung dịch natri clorua 1 M chứa một mol NaCl hòa tan trong lượng nước vừa đủ để tạo thành một lít dung dịch. Nồng độ mol phụ thuộc vào nhiệt độ vì thể tích của dung dịch thay đổi theo nhiệt độ.

Để pha chế dung dịch có nồng độ mol xác định, bạn cân chất tan, hòa tan chất tan trong một lượng dung môi ít hơn thể tích cuối cùng, sau đó thêm dung môi cho đến khi đạt thể tích cuối cùng. Thể tích được đo sau khi chất tan đã hòa tan, chứ không phải trước đó. Điều này là do chất tan chiếm thể tích và có thể làm thay đổi tổng thể tích. Để thực hiện công việc chính xác, người ta sử dụng bình định mức.

Nồng độ mol được sử dụng trong phép tính toán hóa học, chuẩn độ và động học phản ứng. Nó cho phép các nhà hóa học tính toán lượng chất phản ứng cần thiết để phản ứng với một thể tích dung dịch nhất định. Phương trình pha loãng, M1V1 = M2V2, liên hệ nồng độ mol và thể tích của dung dịch trước và sau khi pha loãng. Nó được sử dụng để pha chế các dung dịch làm việc từ dung dịch gốc.

Còn có các đơn vị nồng độ khác. Nồng độ molan là số mol chất tan trên mỗi kilogam dung môi, không phụ thuộc vào nhiệt độ. Phần trăm khối lượng là khối lượng chất tan chia cho khối lượng dung dịch. Phần triệu (ppm) được sử dụng cho nồng độ vết. Mỗi đơn vị đều có ứng dụng riêng. Nồng độ mol (molarity) thuận tiện cho các phản ứng trong dung dịch.