分子是由組成的原子按照一定的鍵合順序和空間排列而結合在一起的整體，這種鍵合順序和空間排列關系稱為分子結構。由于分子內原子間的相互作用，分子的物理和化學性質不僅取決于組成原子的種類和數目，更取決于分子的結構。

分子概念發展

最早提出比較確切的分子概念的化學家是意大利阿伏伽德羅，他于1811年發表了分子學說，認為：“原子是參加化學反應的最小質點，分子則是在游離狀態下單質或化合物能夠獨立存在的最小質點。分子是由原子組成（構成）的，單質分子由相同元素的原子組成（構成），化合物分子由不同元素的原子組成（構成）。在化學變化中，不同物質的分子中各種原子進行重新結合。”

自從阿伏伽德羅提出分子概念以后，在很長的一段時間里，化學家都把分子看成比原子稍大一點的微粒。1920年，德國化學家施陶丁格開始對這種小分子一統天下的觀點產生懷疑，他的根據是：利用滲透壓法測得的橡膠的分子量可以高達10萬左右。他在論文中提出了大分子（高分子）的概念，指出天然橡膠不是一種小分子的締合體，而是具有共價鍵結構的長鏈大分子。高分子還具有它本身的特點，例如高分子不像小分子那樣有確定不變的分子量，它所采用的是均分子量。

隨著分子概念的發展，化學家對于無機分子的了解也逐步深入，例如氯化鈉是以鈉離子和氯離子以離子鍵互相連接起來的一種無限結構，很難確切地指出它的分子中含有多少個鈉離子和氯離子，也無法確定其分子量，這種結構還包括金剛石、石墨、石棉、云母等分子。

在研究短壽命分子的方法出現以后，例如用微微秒光譜學研究方法，測得甲基（CH??）的壽命為10?13秒，不但壽命短，而且很活潑，其原因是甲基的價鍵是不飽和的，具有單數電子的結構。這種粒子還有CH?、CN?、HO，它們統稱為自由基，僅具有一定程度的穩定性，很容易發生化學反應，由此可見自由基也具有分子的特征，所以把自由基歸入分子的范疇。還有一種分子在基態時不穩定，但在激發態時卻是穩定的，這種分子被稱為準分子。從分子水上研究各種自然現象的科學稱為分子科學，例如動物學、遺傳學、植物學、生理學等正在掌握各種形式的不同種類分子的性能和結構，由分子的性能和結構設計出具有給定性能的分子，這就是所謂分子設計。在化學變化中，分子會改變，而原子不會改變。