分子是物质中能够独立存在的相对稳定并保持该物质物理化学特性的最小单元。分子由原子构成，原子通过一定的作用力，以一定的次序和排列方式结合成分子。以水分子为例，将水不断分离下去，直至不破坏水的特性，这时出现的最小单元是由两个氢原子和一个氧原子构成的一个水分子(H2O)。一个水分子可用电解法或其他方法再分为两个氢原子和一个氧原子，但这时它的特性已和水完全不同了。有的分子只由一个原子构成，称单原子分子，如氦和氩等分子属此类，这种单原子分子既是原子又是分子。由两个原子构成的分子称双原子分子，例如氧分子(O2)和一氧化碳分子(CO):一个氧分子由两个氧原子构成，为同核双原子分子;一个一氧化碳分子由一个氧原子和一个碳原子构成，为异核双原子分子。由两个以上的原子组成的分子统称多原子分子。分子中的原子数可为几个、十几个、几十个乃至成千上万个。例如一个二氧化碳分子(CO2)由一个碳原子和两个氧原子构成。一个苯分子包含六个碳原子和六个氢原子(C6H6)，一个分子包含几百个原子，其分子式为C257H383N65O77S6。分子结构或称分子立体结构、分子、分子几何，建立在光谱学数据之上，用以描述分子中原子的三维排列方式。分子结构在很大程度上影响了化学物质的反应性、极性、相态形状、颜色、磁性和生物活性。分子结构最好在接近绝对零度的温度下测定，因为随着温度升高，分子转动也增加。量子力学和半实验的分子模拟计算可以得出分子形状，固态分子的结构也可通过X射线晶体学测定。体积较大的分子通常以多个稳定的构象存在，势能面中这些构象之间的能垒较高。
分子结构涉及原子在空间中的位置，与键结的化学键种类有关，包括键长、键角以及相邻三个键之间的二面角。原子在分子中的成键情形与空间排列:分子结构对物质的物理与化学性质有决定性的关系。最简单的分子是氢分子，1克氢气包含1023个以上的氢分子。一个水分子中2个氢原子都连接到一个中心氧原子上，所成键角是105.3°。分子中原子的空间关系不是固定的，除了分子本身在气体和液体中的平动外，分子结构中的各部分也都处于连续的运动中。因此分子结构与温度有关。分子所处的状态(固态、液态、气态、溶解在溶液中或吸附在表面上)不同，分子的精确尺寸也不同。
分子的存在形式可以为气态、液态或固态。分子除具有平移运动外，还存在着分子的转动和分子内原子的各种类型的振动。固态分子内部的振动和转动的幅度，比气体和液体中分子的平动和转动幅度小得多，分子的这种内部运动，并不会破坏分子的固有特性。通常所说的分子结构，是这些原子处在平衡位置时的结构。分子的内部运动，决定分子光谱的性质，因而利用分子光谱，可以研究分子内部运动情况。分子的构型和构象相同成分的分子中，若原子的排列次序和排列方式不同，可形成不同的分子。例如C2H6O分子可以排列为乙醇分子，也可以排列为二甲醚分子，它们的结构式所示分子的结构式反映分子内部原子的排列次序。组成分子的成分相同，而排列次序不同，形成两种或两种以上的分子，这种现象称为同分异构现象，这些成分相同结构不同的分子称为同分异构体。分子的结构式一般只反映分子中原子的连接次序，而决定分子形状的键长和键角的数值，需要通过实验测定。反映分子中原子在空间的排列次序与分布称为分子的构型。分子中原子间的化学键长与键角则称为立体构型参数。
最早提出比较确切的分子概念的化学家是意大利阿伏伽德罗，他于1811年发表了分子学说，认为:"原子是参加化学反应的最小质点，分子则是在游离状态下单质或化合物能够独立存在的最小质点。分子是由原子组成(构成)的，单质分子由相同元素的原子组成(构成)，化合物分子由不同元素的原子组成(构成)。在化学变化中，不同物质的分子中各种原子进行重新结合。"具有以下特点：
1.分子之间有间隔。例如:取50毫升酒精和50毫升水，混合之后，体积小于100毫升。
2.一切构成物质的分子都在永不停息地做无规则的运动。温度越高，分子扩散越快，固、液、气中，气体扩散最快。由于分子的运动跟温度有关，所以这种运动叫做分子的热运动。例如:天气热时衣服容易晒干
3.一般分子直径的数量级为10^-10m。
4.分子很小，但有一定的体积和质量。
5.同种物质的分子性质相同，不同种物质的分子性质不同。
