分子（molecule）是兩個或多個原子通過直接相鄰的原子（或離子）之間的強烈的相互作用力（即化學鍵）結合在一起而構成的電中性基團。以水分子為例，將水不斷分離下去，直至不破壞水的特性，這時出現的最小單元是由兩個氫原子和一個氧原子構成的一個水分子（H?O）。在不同的領域中，分子的定義也會有一點差異：在熱學中，構成物質的分子（如有機化合物）、原子（如金屬）、離子（如鹽類）等在微粒做熱運動時遵從相同的規律，因此，都統稱為分子；在空氣動力學理論中，分子是指任何構成氣體的粒子，此定義下，單原子的稀有氣體也可視為是分子。而在量子物理學、有機化學和生物化學中，分子通常用于多原子離子。
分子中的原子的結合呈現出一定的規律，構成分子的原子種類、數目及空間構型不同，分子的性質也就不同。原子在空間的排列方式就是分子結構，根據原子間相互作用的方式不同，化學鍵可分為離子鍵、共價鍵和金屬鍵，通過非共價相互作用（例如氫鍵或離子鍵）連接的原子和配位化合物通常不被視為單分子。
宏觀物體之間的相互作用除引力外，其他接觸性的相互作用如彈力、摩擦力等都可以歸結到分子這一層次。分子可根據其構成原子的數量（原子數）分為單原子分子（如氦、氖[nǎi]、氬[yà]），雙原子分子（如氫、氧、一氧化碳）、多原子分子（如乙炔、丙烷[wán]）等。
現代對分子性質及其鍵的研究始于 17 世紀。羅伯特·波義耳（Robert Boyle）、阿梅迪奧·阿伏加德羅（Amedeo Avogadro）、讓·佩林（Jean Perrin）和鮑林（Linus Pauling）等科學家，分子研究今天被稱為分子物理學或分子化學。許多常見的有機物質（如淀粉、蔗糖）都是由分子所組成的，海洋和大氣大部分也是由分子組成的。但地球上絕大多數固體物質都是由原子、離子或分子按規律排列的格子構造的結晶質，并不是僅由分子所構成。而在離子晶體（像食鹽）及共價晶體有反復出現的晶體結構，則也無法找到獨立的分子。固態金屬單質是用金屬鍵鍵結，也有其晶體結構，也不是由分子組成。玻璃中的原子之間以化學鍵鍵結，但是既沒有分子的存在，也沒有類似晶體規律排列的格子構造。
詞源分子（即molecule）源自17世紀的法語單詞?molécule（意為“極小的微粒”）與現代拉丁單詞molecula（意為“團塊； 障礙物”），molecula該詞最初的含義比較模糊，這個詞匯的流行可以追溯到勒內·笛卡爾哲學。直到18世紀末都在使用拉丁語形式molecula，molecule由阿梅迪奧·阿伏加德羅于1811年首次引入使用。
理論發展史1704年，在牛頓（Isaac Newton）《光學》（《Opticks》）中寫道，“物質的最小粒子可以由于最大的吸引而粘聚在一起，并組成效能較弱的較大的粒子；幾個這樣較大的粒子又可以粘聚成效能更弱的更大的粒子“，牛頓當時所提到的那些最大粒子正是如今的分子。
1661年羅伯特·波義耳出版了《懷疑的化學家》（《The Sceptical Chymist》），這一著作的問世，被譽為“近代化學的開端”。羅伯特·波義耳在書中指出，物質的基本元素由各種類型和大小的粒子組成，稱為“微粒，它們能夠自行排列成粒子簇，物質的化學變化是由粒子簇的重新排列組合。
1675年，尼古拉斯·勒梅里（Nicolas Lemery）出版了《化學課程》（《Course of Chymistry》），認為分子由通過點和孔的幾何鎖定結合在一起的微粒組成。物質的酸性都在于其尖尖的顆粒，而堿性則賦予了各種大小的孔隙。酸尖和堿孔的大小之間必須相匹配才能發生反應。
1718年，杰弗魯瓦（étienne Fran?ois Geoffroy）用親和力理論解釋化學作用，認為物質通過親和力結合，不同物質間有不同程度的親和力，化學反應實際是親和力更強的物質替換親和力弱的物質。1738年丹尼爾·伯努利發表了《流體動力學》（《Hydrodynamica》） ，提出氣體由大量向各個方向移動的粒子組成，它們反復碰撞而對容器產生壓力。
1789年，威廉·希金斯（William Higgins）發表了《燃素說及反燃素說的比較研究》（《the Comparative View of Phlogistic and Antiphlogistic Theories》），用數量值來表示原子間的親和力，將力的強度相應地劃分。1803年，約翰·道爾頓（John Dalton）提出了自己的原子學說，認為元素是由非常微小的、看不見的、不可再分割的原子組成的；原子既不能創造，不能毀滅，也不能轉變，所以在一切化學反應中都保持自己原有的性質；同一種元素的原子其形狀、質量及各種性質都相同，不同元素原子的形狀、質量及各種性質則各不相同，原子的質量（而不是形狀）是元素最基本的特征；不同元素的原子以簡單的數目比例相結合形成化合物。化合物的原子稱為復雜原子，它的質量為所含各種元素原子質量的總和。同種化合物的復雜原子，其性質和質量也必然相同。
1811年，阿梅迪奧·阿伏加德羅發表了《論測定物質中原子相對重量及其化合物中數目比例的一種方法》（《Essay on Determining the Relative Masses of the Elementary Molecules of Bodies》），在文中首次引入使用了molecule（分子）這個詞，并指出原子是參加化學反應的最小質點，分子則是游離態單質或化合物能獨立存在的最小質點。分子由原子組成，單質分子可以由相同元素的多個原子組成，化合物分子則由不同元素的若干原子組成。
1827年，英國植物學家羅伯特·布朗（Robert Brown）在探討花粉在植物受精卵過程中的功能時發現，由花粉分裂出來的圓筒形微粒全都在做定向、無規則的振動。之后他又在其他植物中也觀察到了這一現象。次年，羅伯特·布朗在《植物花粉的顯微觀察》一書中記述了他的發現，并提出了布朗運動的概念，為分子的存在提供了強有力的佐證。1857年，弗里德利希·凱庫勒（August Kekulé）提出了分子中原子與原子結合結構的理論：“一種元素的原子或基團與另一種元素的原子相化合時，其數目由各組成部分的堿度或親合力大小來決定。”；并在1858年，論證了碳的化合價為4價，并指出碳間可以相連成鏈狀。；同年，斯科特·庫珀（Archibald Scott Couper?），獨立提出了與奧古斯特·凱庫勒基本相同的分子結構理論，并使用連續的線和括號來表示鍵。
1861年，洛施密特（Joseph Loschmidt），自費出版了一本題為《Chemische Studien I》的小冊子，在其中給出了環狀結構和雙鍵結構的開創性分子圖像。1865年，弗里德利希·凱庫勒提出，苯的結構為正六邊形結構，六個碳具有交替的單鍵和雙鍵的平面結構，每個碳原子和一個氫相連。1865年，霍夫曼（August Wilhelm von Hofmann）制作了第一個球棒分子模型，并在倫敦皇家自然知識促進學會的演講中使用了該模型。
1864年，克拉姆·布朗（Alexander Crum Brown）繪制了分子圖，他用圓圈圈住原子符號，用線將原子以滿足每個原子化合價的方式連接在一起。1873年，詹姆斯·麥克斯韋（James Clerk Maxwell）在《自然》（《自然》）上發表了長十三頁文章《分子》（《Molecules》）明確指出”原子無法再分，而分子是保持物質特性的最小部分，當氣體分子連續不斷地撞擊固體時，就會產生氣壓，但沒有人見過或處理過分子。”1891年，費歇爾（Fischer）設計了用投影式來表示分子立體模型的方法，所得到的投影式叫費歇爾投影式。
1898年，路德維希·玻爾茲曼（?Ludwig Boltzmann）在他的《氣體理論講座》（《Lectures on Gas Theory?》）中，用價理論解釋了氣相分子解離現象，路德維希·玻爾茲曼指出，必須通過兩個原子之間作用的吸引力來解釋由兩個原子組成的分子的存在。這種吸引力與原子表面上一個相對較小的區域相關，這個區域位于原子表面，或者部分位于原子內部，只有當兩個原子的這個區域接觸或部分重疊時，它們之間才會產生化學吸引力。以化學方式相互結合。
1916年，劉易斯（Lewis）發表《原子與分子》（《The Atom and the Molecule》），引入了“劉易斯結構”來表示原子和分子，用點代表電子，線代表共價鍵；并提出了電子對鍵的概念，兩個原子可以共享一到六個電子而形成單電子對鍵、雙電子對鍵或三電子對鍵。1905年，阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）對布朗運動做了定量研究，指出布朗動動是由于微粒分子之間的碰撞引起的分子相對兩面的壓力差所致。
1905年后，讓·佩林對愛因斯坦的布朗運動理論進行了實驗研究，最終證實該理論的正確性，間接證明了分子的存在并于1926年獲得諾貝爾物理學獎。
1931年，鮑林發表了《化學鍵的本質》（《The Nature of the Chemical Bond》），使用量子力學方法來計算分子的性質和結構（鍵之間的角度、鍵的旋轉等）。發展了雜化理論來解釋 CH4等分子中的鍵，四個sp3雜化軌道與氫的1s軌道重疊，產生四個西格瑪 （σ） 鍵。四個鍵具有相同的長度和強度，從而產生如圖所示的分子結構：
鮑林因此而獲得了 1954年諾貝爾化學獎。1999年，維也納大學（University of Vienna）的研究人員將一束60個碳富勒烯分子束通過光柵得到干涉圖樣，驗證了分子的波動性。
2009年，國際商業機器公司（簡稱IBM，International Business Machines Corporation）的研究人員使用原子力顯微鏡成功拍攝了第一張真實分子的照片，照片展示了五苯分子的每個原子以及原子間的鍵。
屬性與特征尺寸最小的分子為單原子分子，其尺寸大小為10-19m量級；最大的分子包含許多原子，其尺寸至少要比單原子分子大 10000 倍。脫氧核糖核酸是人類已知（截止到2015年）的尺寸最大分子，拉直展開將有近40厘米長。
分子量分子量最小的分子是氫分子（H2），分子量為2，最大的分子分子量可達幾百萬以上，通常把分子量在數千以上的分子叫有機高分子化合物
運動分子會作永不停息的無規則運動，溫度越高，這種運動越劇烈，由于這種無規則運動與溫度有關，通常把分子的無規則運動稱為分子的熱運動。任何分子的原子都圍繞其平衡位置不停地振動，振動的頻率取決于原子的質量、距離和相互間的作用力，振動頻率的集合是分子獨特的特性。
分子間距離構成物質時，分子并不是一個個緊靠在一起的。它們之間存在著一定的間隔。氣態物質分子間隔大，相互作用力小，所以氣體沒有固定的體積和形狀；液態物質分子間隔較小，作用力有所增大，所以液體有固定體積，但是沒有固定形狀，固態物質由于分子間隔很小，分子間作用力進一步增大，分子運動很不自由，所以固體有一定體積和形狀。
電氣及光學特性在外電場作用下，構成分子的原子（或原子團），或離子會發生相對移動而極化（稱為原子極化）。極性電介質的分子，在無外電場作用時，就有一定的偶極矩，在各個方向的機率是相等的，當極性分子受外電場作用時，偶極子與電場的作用就會發生轉向。
當光子的能量等于分子的基態和激發態能量之差時分子會吸收該光子，從基態躍遷到激發態，由于激發態不穩定，分子會以光的形式釋放能量重新回到基態。光通過介質時會發生散射，當被照射粒子的直徑小于入射光波長時所發生的散射為分子散射。光子與介質分子之間發生彈性碰撞，碰撞過程中沒有能量交換，光的頻率不變，僅光子的運動方向發生改變，這種分子散射稱為瑞利（Rayleigh）散射。光子與介質分子之間發生非彈性碰撞，相互之間有能量交換，光的頻率因此發生變化，這種分子散射稱為拉曼（Raman）散射。
磁特性分子中電子的軌道運動、電子的自旋運動及核的自旋運動，都可看做是環繞回路流動的電荷，都會產生磁矩，相當于一個小磁體。當分子的電子殼層中的電子是配對的，配對的電子自旋磁矩相互抵消，相應電子的軌道運動的磁矩也兩兩抵消，分子構成的物質將具有逆磁性。
當分子中存在未成對的電子時，未成對電子的自旋產生磁矩，亦稱永久磁矩。在通常情況下，由于該分子磁矩的方向是隨機的，所以不呈現磁性，當其處于外加磁場中，分子的永久磁矩隨外磁場取向，分子構成的物質將具有順磁性。
分子結構分子化學結構（或稱分子立體結構、分子形狀、分子幾何、分子幾何構型），簡稱分子結構，用以描述分子中原子的三維排列方式。分子結構涉及原子在空間中的位置，與形成的化學鍵種類有關。物質的物理性質常常與物質分子間作用力有關，分子間作用力受分子結構影響很大，物質的物理性質又在一定程度上反映了分子結構的特征。分子的總能量直接與它的幾何形狀有關，分子將采取能量最低的幾何形狀，這種幾何形狀是通過圍繞單鍵的旋轉而實現的。許多分子之所以呈現張力，是由于非理想幾何形狀造成的。分子將盡可能地利用鍵角或鍵長的改變來使能量達到最低值。
分子的空間構型
共價型分子中各原子在空間排列構成的幾何形狀稱為分子的空間構型，多原子分子的空間構型與雜化軌道相關。原子在成鍵時，中心原子中能級相近的軌道打亂“混合”重新組成新軌道的過程叫做軌道雜化，所形成的新軌道叫做雜化軌道；形成雜化軌道的數目等于參加雜化的原子軌道總數；雜化軌道角度分布圖形呈葫蘆形，一頭大一頭小，成鍵時重疊部分增大，形成的鍵更牢固；定量確定雜化軌道間的夾角，從而確定分子的空間構型；雜化分等性雜化與不等性雜化，凡是形成一組完全等同（能量相等，成分相同的雜化軌道屬于等性雜化；凡是由于雜化軌道中有不參與成鍵的孤電子對的存在，而形成不完全等同的雜化軌道屬于不等性雜化。
分子間力除原子與原子之間形成的化學鍵外，分子與分子之間，基團與基團之間，或者小分子與大分子內的基團之間，還存在著各種各樣的作用力，總稱為分子間力。相對于化學鍵，分子間力是一類弱作用力，一般在幾個kJ/摩爾，而通常共價鍵能量約為150~500kJ/mol。
極性分子由于存在正、負電荷中心不重合而具有的偶極、一般稱為固有偶極，分子接近時，異極相鄰定向排列的過程稱為取向，這種極性分子固有偶極間的相互作用力，稱為取向力。當極性分子與非極性分子接近時，極性分子的固有偶極使非極性分子極化，從而非極性分子產生誘導偶極，固有偶極與誘導偶極間的作用力，稱為誘導力。非極性分子內部，由于電子的運動和原子核的振動可以發生瞬間的相對位移（正、負電荷中心不重合），從而產生瞬間偶極，由瞬間偶極產生的作用力叫色散力。極性分子間也存在誘導力和色散力。
取向力和誘導力只存在于極性分子，色散力不論極性分子或非極性分子都存在。色散力是最普遍也是最重要的，只有分子極性較大時才以取向力為主，誘導力一般較小。因此，同類型的分子，摩爾質量越大，分子間力越大。
分子量分子量是以碳（C12）原子質量的 1/12 作為質量的單位計算出來的相對分子質量。通常用表示，分子量等于構成分子的各個原子的原子量（以C12原子質量的 1/12 作為質量的單位計算出來的相對質量）的總和。例如，水（H20）分子的分子量是兩個氫（H）原子和一個氧（O）原子的原子量的總和，氫原子的原子量為1.0078 ，氧原子的原子量為15.9994，計算得：
分子量僅僅是個比值，沒有單位。
相關概念化學鍵由兩個或多個原子靠著一種較強的結合力結合在一起而形成單質、化合物等分子，這種分子中直接相鄰的兩個或多個原子間較強的相互作用力被稱為化學鍵。相互作用力可以通過能量來加以衡量，一般認為，當分子體系能量低于單個原子體系能量約40kJ/摩爾以上時就形成了化學鍵。化學界普遍接受的化學鍵理論主要有兩個，一個是離子鍵理論，另一個是共價鍵理論。更準確地說，還有一個金屬鍵理論，但是金屬鍵理論也可歸于共價鍵理論的范疇。
離子鍵理論
易失去電子的金屬原子，將電子傳給易得到電子的非金屬原子，形成具有八電子結構的正離子和陰離子，兩者通過靜電引力結合成離子型分子。這種由正、負離子間靜電引力結合而形成的化學鍵稱為離子鍵。離子鍵沒有方向性和飽和性。因為離子電荷分布可近似認為是球形對稱，因此可在空間各個方向等同地吸引帶相反電荷的離子，這就決定了離子鍵的無方向性。離子鍵無飽和性是指在離子晶體中，只要空間位置許可，每個離子總是盡可能多地吸引帶相反電荷的離子，使體系處于盡量低的能量狀態。電負性差值較大的活潑金屬原子和活潑非金屬原子之間能夠通過電子轉移分別成為正、陰離子，在形成離子鍵的過程中，往往伴隨著體系能量的變化。體系釋放的能量越多，表示正、負離子之間的結合越牢固，離子鍵越穩定。
共價鍵理論
分子中的每個原子都具有穩定的稀有氣體原子的電子層結構，但這種結構不是通過電子轉移，而是靠原子間電子對的共用形成，這種分子中原子間通過共用電子對結合而形成的化學鍵稱為共價鍵。
共價鍵形成的基本條件是成鍵兩原子有自旋相反的成單電子，成鍵時成單電子所在的原子軌道必須發生最大程度的有效重疊。兩原子間可形成共價鍵的數目取決于成鍵原子的成單電子數。共價鍵的本質：原子軌道的重疊使體系能量降低而成鍵，即將分子中兩端成鍵原子外側的電子聚集到兩個原子核之間，增加了兩個原子核之間區域的電子云密度，聚集在兩個原子核之間的稠密電子云同時受到兩個原子核的吸引，也就是兩個原子核之間的電子云將兩個原子核結合在一起形成共價鍵。
共價鍵與離子鍵不同，它具有飽和性和方向性，一個基態原子能提供的未成對電子數目是確定的，原子形成共價鍵的數目也是確定的，因此共價鍵具有飽和性；共價鍵形成時滿足原子軌道最大重疊原理，即成鍵原子軌道應沿著合適的方向以達到最大程度的有效重疊，這決定了共價鍵的方向性。
化學式化學式是實驗式、分子式、結構式等的統稱，是用元素符號和數字表示單質或化合物組成的式子。
分子式
分子式是表達一個分子中所含各種元素的原子數目的化學式，單質的分子式是先寫出組成單質的元素符號，再在右下角標出數字，表示這種單質的一個分子里所含原子數目，如O2、N2對于分子化合物，由代表分子中元素的符號組成分子式，再用下標注出分子所含的各元素原子個數，如CO2、CH4，一種物質只有一個分子式，它是通過實驗測定物質的組成和分子量后得到的。
結構式
結構式也叫構造式，是表達有機化合物分子結構的化學式，結構式是用化學元素符號通過共價鍵相互連接而表示的。化學結構式中用來連接各原子或官能團的連線稱為鍵號。鍵號既有單鍵、雙鍵、三鍵，又有橫鍵、豎鍵和斜鍵。有機化合物的結構式通常用短線式、縮簡式和鍵線式方式表示。短線式中，一條短線代表一個共價鍵，單鍵用一條短線相連，三鍵以三條短線相連；縮簡式中，結構式中的鍵號短線被省略，將官能團以外的其他原子分別合寫在一起；鍵線式中，結構式中的碳和氫原子被省略，短線代表碳鍵，短線連接點和端點表示碳。
相關理論分子物理分子物理學是從物質的分予結構研究氣體、液體和固體的基本性質及其熱現象的學科，它是物理學的一個分支。對于物體的體積、壓力和溫度之間的關系，物質的比熱，輸運過程（如擴散、熱傳導和粘滯性等），液體的表層現象，相平衡和相變等都是分子物理學的研究對象。
物體通常是由大量分子所組成，分子又由原子組成。分子、原子都有大小、質量、速度、能量等，這些用來表示個別分子的物理量稱為微觀量，這種量很難測量。一般在實驗室中測得的量，則是表示大量分子集體特性的量，稱為宏觀量，例如氣體的溫度、壓強、熱容等都是宏觀量。分子物理學從物體的分子結構和分子運動的觀點，采用統計的方法，求出大量分子的一些微觀量的統計平均值，用以解釋和揭示物體的宏觀現象和宏觀規律的本質，并確定宏觀量和微觀量之間的關系。
理論化學理論化學是一門應用物理學原理和方法研究物質的化學變化的化學，也稱物理化學，內容包括物質結構、化學熱力學、化學動力學、溶液理論、電化學、光化學和膠體化學等幾個主要部分，是化學和化工學科的理論基礎。
理論化學囊括了量子化學和化學統計力學兩方面的內容，主要包括：研究原子、分子和晶體的微觀結構的量子理論，運用近似計算方法確定微觀結構。研究原子、分子和晶體的微觀結構和微觀性質的關系，運用歸納和演繹相結合的方法，探索分子和固體的量子理論的規律。量子力學與統計力學相結合，探討微觀結構和宏觀性質的關系，有助于逐步實現分子設計和材料設計，推動化工、新材料、藥物等應用科學的發展。
分子光譜分子光譜學通過分子的振動光譜和轉動光譜研究分子中原子的空間排列、分子可能的平衡結構、得到這些結構中分子的分布情況，分子光譜是分子從一種能態改變到另一能態時的吸收或發射光譜。分子光譜與分子繞軸的轉動、分子中原子在平衡位置的振動和分子內電子的躍遷相對應。分子光譜占據了各個譜帶，可分為純轉動光譜、振動-轉動光譜帶和電子光譜帶。由不同電子態上不同振動和不同轉動能級之間的躍遷稱為電子光譜，這類光譜比較復雜，會產生較多的光譜帶，光譜的范圍主要在可見或紫外區，所以觀測到的可以是發射光譜。
由不同振動能級上的各轉動能級之間發生躍遷而產生的光譜稱為振動-轉動光譜，這些光譜往往是一些比較密集的譜線，其主要分布在近紅外波段，也主要是吸收光譜。在分子轉動能級之間發生的躍遷稱為純轉動光譜，其光譜范圍主要在遠紅外區域，光譜類型主要為吸收光譜。非極性分子由于不存在電偶極矩，沒有轉動光譜和振動-轉動光譜帶。
應用分子生物學分子結構是功能的基礎，而功能則是結構的體現。生物大分子的功能通過分子之間的相互識別和相互作用而實現。例如，蛋白質與蛋白質的相互作用在細胞信號轉導中的重要作用；蛋白質與蛋白質、蛋白質與核酸、核酸與核酸的相互作用在基因表達調控中的作用。
分子生物學研究生物分子的結構與功能，組成生物個體的化學成分，包括無機化合物、有機小分子和生物大分子。體內生物大分子的種類繁多，結構復雜，但其結構有一定的規律性，都是由基本結構單位按一定的順序和方式連接而成，核酸、蛋白質、多糖、蛋白聚糖和復合脂質等都是體內重要的生物大分子。研究遺傳信息的結構、傳遞和控制，運用脫氧核糖核酸重組技術大量生產某些在正常細胞代謝中產量很低的多肽，如激素、抗生素、酶類及抗體等，提高產量，降低成本；定向改造某些生物的基因組結構，使它們所具備的特殊功能更符合人類生活的需要，能成百上千倍地提高其經濟價值。研究物質代謝及其調節，例如物質代謝有序性調節的分子機制、細胞信息傳遞參與多種物質代謝及與其相關的生命過程的調節、細胞信息傳遞的機制及網絡等。研究基因信息傳遞及其調控、DNA或基因怎樣在各細胞系統相關的酶與蛋白質等因子作用下按照中心法則進行自我復制、轉錄、逆轉錄和翻譯；對mRNA分子進行各種剪接加工修飾、編輯，以及對新生多肽鏈折疊成有功能的空間結構的分子機制。
分子醫學分子醫學從分子水平上研究人體正常和疾病狀態下生命活動規律，以研究人體生物大分子結構、功能、作用及其同疾病發生、發展的關系乃至在診斷治療上的應用為主要內容。分子醫學就研究對象的范圍而言，是分子生物學的組成部分。由于人類生命活動要比其他生物復雜得多，人類的生存又與其他生物息息相關，使得分子醫學涉及的范圍更寬廣。分子醫學應用分子生物學等相關的生命科學的技術和手段，從分子水平研究人類疾病的病因、病理過程、臨床診斷、臨床治療、轉歸與防治。分子醫學主要的應用范圍包括醫學遺傳學、新生兒疾病、醫學微生物學、醫學腫瘤學、治療學、法醫學等傳統學科。分子生物學等生命科學的興起和發展與分子醫學的研究和發展存在著千絲萬縷的聯系，它們密切相關、相互促進。
分子動力學分子動力學以牛頓動力學方程為基礎，模擬分子體系內所有分子的運動過程，從分子運動的系綜構型中進行統計抽樣，來計算系統所涉及的所有力學量。分子動力學可以實時給出系統中各個原子或分子的軌跡和狀態，在一定的系統邊界或約束條件下，能夠給出系統分子運動形態的完全構型。隨著計算機模擬技術的發展，許多在實驗上無法獲得或很難獲得的大量重要微觀信息依靠計算模擬的幫助成為可能。雖然動力學的數值模擬不能完全代替實驗給出的宏觀結果，而且其正確與否依然需要實驗的檢測結果進行驗證，但分子動力學的方法能提供成本低廉的實驗參考，能夠指導實驗的進行，證明論和假設的合理性，降低了實驗手段的盲目性和成本。計算機的分子動力學模擬能從微觀底層上揭示宏觀現象背后存在的物理機制。
高分子物理有機高分子化合物物理從高分子鏈的結構研究、聚合物的聚集態結構研究以及這種結構與高分子化合物作為材料使用時所體現出來的性能、功能間的關系研究入手，尋找高分子鏈結構（鏈構型、構象、支化度、序列結構、交聯結構等），聚集態結構（濃溶液、液晶態、晶態、非晶態、多相體系、熔體等）的新觀點、新現象、新的研究方法。采用新的觀點、模型、概念對實驗現象進行理論歸納，采用數學、計算機方法解決高分子科學實驗中的實際問題；例如，功能高分子的分子設計、高性能材料的分子設計、實驗現象的模擬和理論解釋等。
高分子化學有機高分子化合物化學利用各種先進分析儀器技術，研究高分子合成和高分子化學反應和機理。主要內容包括：高分子的定義和命名。高分子的合成化學反應(包括自由基、陰離子、陽離子、配位聚合和聚縮反應等)，以及合成反應條件對聚合物結構及性能的影響。高分子反應，包括使高分子改性的反應(如氫化、鹵化、環化、烯化、芳構化、氫硅烷化等)，造成高分子破壞或決定高分子使用壽命的反應(氧化、光降解、生物降解等)，提高高分子力學性能或改善加工性的反應(化學交聯）。
參考資料 >
molecule.Online Etymology Dictionary（在線詞源詞典）.2025-11-03
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LEMERY, NICOLAS (1645 - 1715).伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校.2025-11-07
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molecule.Britannica（大英百科全書）.2025-11-04
Molecular Chemistry.拉德堡德大學.2025-11-04
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