分子是由两个或多个原子通过化学键结合在一起的电中性基团。分子与离子的区别在于它们没有电荷。然而，在量子物理、有机化学和生物化学中，分子一词的使用通常不太严格，也适用于多原子离子。
在气体动力学理论中，分子一词通常用于任何气体粒子，而不管其成分如何。根据这个定义，惰性气体原子被认为是分子，因为它们是单原子分子。
一个分子可以是同核的，也就是说，它由一种化学元素的原子组成，如氧（O2）；或者它可能是异核的，一种由一种以上元素组成的化合物，如水（H2O）。通过非共价相互作用（如氢键或离子键）连接的原子和配合物通常不被视为单分子。
分子作为物质的组成部分在有机物中很常见（因此在生物化学中也是如此）。它们也构成了海洋和大气的大部分。然而，地球上大多数熟悉的固体物质，包括构成地壳、地幔和地核的大多数矿物，都含有许多化学键，但不是由可识别的分子组成的。此外，没有典型的分子可以定义为离子晶体（盐）和共价晶体（网络固体），尽管它们通常由重复的晶胞组成，这些晶胞在平面（如石墨烯）或三维（如金刚石、石英或氯化钠）中延伸。重复单元——细胞——结构的主题也适用于大多数具有金属键的凝聚相，这意味着固体金属也不是由分子构成的。在玻璃（以玻璃无序状态存在的固体）中，原子也可以通过化学键结合在一起，不存在任何可定义的分子，也不存在晶体特有的重复单元的规律性。
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