Le nombre d'atomes dans une molécule varie en fonction de la molécule spécifique formée. En règle générale, une molécule doit être composée d'au moins deux atomes sans quantité maximale d'atomes tant que tous les atomes de la molécule sont liés ensemble d'une manière ou d'une autre.
Les atomes qui composent une molécule peuvent être du même élément ou de types différents. Les molécules diatomiques sont une classe spécifique de molécules constituées de deux molécules du même élément. Si la molécule est composée d'atomes d'au moins deux éléments différents, il s'agit d'un composé chimique. En règle générale, les molécules sont liées entre elles par liaison covalente, dans laquelle les atomes liés ensemble partagent des électrons. Les composés ioniques, dans lesquels les atomes échangent des électrons et sont liés entre eux par une charge électrique et une attraction, ne sont généralement pas considérés comme des molécules en chimie.
Les molécules peuvent avoir plusieurs types de propriétés et de classifications en fonction des atomes et des éléments présents. Les molécules contenant du carbone et de l'hydrogène sont appelées composés organiques. Les composés formés d'éléments qui ont une différence significative dans leurs valeurs d'électronégativité sont des molécules polaires. Les macromolécules sont de grosses molécules biologiquement importantes composées de plusieurs atomes, certains contenant plus de 100 atomes.
