molekula (novolat. molecula: mala masa, od lat. moles: masa), najmanja čestica neke jednostavne ili složene čiste tvari koja još ima za tu tvar karakteristična kemijska svojstva. Molekula se sastoji od atoma, među sobom jednakih u elementarnim tvarima, a različitih u kemijskim spojevima. Molekula je u načelu električki neutralna, sa sparenim brojem elektrona, iako se katkad molekulama smatraju i ioni i slobodni radikali. Atome u molekuli drže na okupu kemijske veze. Broj atoma u molekuli može biti vrlo različit; molekula kisika sastoji se od 2 atoma (O2), ugljikova dioksida od 3 atoma (CO2) itd., sve do više milijuna atoma (npr. molekule virusa). Molekularna formula pokazuje koji atomi i u kojem omjeru tvore molekulu, a iz toga slijedi i relativna molekularna masa (→ molekularna masa, relativna). Način povezivanja atoma u molekuli prikazuje strukturna formula, a prostorni smještaj atoma u molekuli stereokemijska formula (→ kemijska formula). Veličina molekule ovisi o broju, vrsti i rasporedu atoma i većinom je u granicama između 0,1 i 10 nm, dok je masa obično između 10–24 i 10–20 g. Masa golemih molekula (makromolekule), koje se katkad mogu vidjeti elektronskim mikroskopom, mnogo je veća (oko 10–18 g). Postojanje manjih molekula očituje se u mnogim pojavama kao što su difuzija, Brownovo gibanje, volumni odnosi pri spajanju plinova, toplinsko zračenje, raspršivanje svjetlosti u atmosferi, difrakcija rendgenskih zraka i dr. Podrobni podatci o strukturi molekula eksperimentalno se dobivaju njihovim međudjelovanjem s elektromagnetskim zračenjem. (→ molekularna spektroskopija)
O postojanju molekula može se govoriti samo ako postoje definirane skupine atoma koje se na okupu drže silama dovoljno jakima da se ta skupina može smatrati jedinkom. Tako su građeni spojevi u kojima su atomi povezani kovalentnim vezama, ponajprije većina organskih spojeva, plinovi (osim plemenitih) i dr. Nasuprot tomu, u mnogim kristaliziranim anorganskim tvarima (metali i njihove soli) svi su atomi međusobno povezani ionskim ili metalnim vezama pa nema izdvojenih atomskih skupina koje bi se mogle smatrati jedinkama i imati svojstva molekula. Kemijska formula u takvom slučaju pokazuje samo kemijski sastav tvari, odn. formulsku jedinku (→ kemijske veze). Ima i primjera kada molekule određena sastava postoje u čvrstom i kapljevitom stanju, ali ne postoje u plinovitom stanju (jer se pri isparivanju raspadaju), ili postoje u čvrstom stanju ali se, prelazeći u kapljevito stanje, raspadaju (npr. većina kompleksnih spojeva). Kemijska svojstva mnogih tvari određena su najvećim dijelom sastavom i strukturom njihovih molekula. Golem broj pojava i procesa u prirodi i industriji povezan je stoga s postojanjem i pretvorbama molekula i s reakcijama među njima. Molekule postoje i u međuzvjezdanoj tvari u obliku golemih molekularnih oblaka koji se mogu prepoznati po karakterističnim emisijskim linijama u radiofrekvencijskom spektralnom području. – Postojanje molekula prvi je spoznao talijanski fizičar i kemičar A. Avogadro (1811), ali je pravu razliku između atoma i molekula objasnio gotovo 50 godina poslije talijanski kemičar S. Cannizzaro.
Među molekulama postoje međumolekularne sile, npr. poznate Van der Waalsove sile, koje su u plinovima vrlo slabe (silama te vrste objašnjava se npr. odstupanje realnih plinova od vladanja idealnoga plina), ali su u mnogim kapljevinama i čvrstim tvarima dovoljno jake da molekule drže na okupu, iako su bitno slabije od kemijskih veza.
