Une molécule est un assemblage électriquement neutre d’au moins deux atomes : la molécule d’oxygène est composée de deux atomes d’oxygène, la molécule d’eau d’un atome d’oxygène et de deux atomes d’hydrogène. La composition d’une molécule est donnée par sa formule chimique (O2 et H2O pour l’oxygène et l’eau).
La molécule représente une unité de base de la matière. Elle peut se trouver modifiée par une réaction chimique.
L’espacement entre les molécules d’un milieu diffère selon que celui-ci est à l’état solide, liquide ou gazeux. Quel que soit le milieu, les molécules sont en déplacement permanent les unes par rapport aux autres : c’est le « mouvement brownien ».
Différents qualificatifs peuvent être accolés au substantif « molécule », notamment : molécule hydrophile ou hydrophobe, selon son affinité pour l’eau ; molécule marquée, dans laquelle un ou plusieurs atomes sont remplacés par leurs isotopes radioactifs ; ces molécules marquées sont utilisées en médecine nucléaire ; macromolécule (ou polymère) désigne une molécule constituée d’un grand nombre d’atomes ; les macromolécules sont utilisées par les anesthésistes et les réanimateurs pour le remplissage vasculaire.
Par extension, mais c’est un abus de langage, on parle également de molécule pour le principe actif d’un médicament ; et, pour évoquer un nouveau traitement, on dira volontiers qu’il s’agit de tester une nouvelle molécule.
Il existe dans l’organisme des corps non moléculaires : les métaux et les composés ioniques.