El número de átomos en una molécula varía según la molécula específica formada. Como regla empírica, una molécula debe estar compuesta de al menos dos átomos sin una cantidad máxima de átomos, siempre y cuando Todos los átomos en la molécula están unidos de alguna manera.
Los átomos que forman una molécula pueden ser del mismo elemento o de diferentes tipos. Las moléculas diatómicas son una clase específica de moléculas que consisten en dos moléculas del mismo elemento. Si la molécula está compuesta de átomos de al menos dos elementos diferentes, es un compuesto químico. Normalmente, las moléculas se unen entre sí mediante un enlace covalente, en el que los átomos unidos entre sí comparten electrones. Los compuestos iónicos, en los que los átomos son electrones de intercambio y están unidos entre sí por la carga eléctrica y la atracción, generalmente no se consideran moléculas en química.
Las moléculas pueden tener varios tipos de propiedades y clasificaciones basadas en los átomos y elementos presentes. Las moléculas que contienen carbono e hidrógeno se conocen como compuestos orgánicos. Los compuestos formados por elementos que tienen una diferencia significativa en sus valores de electronegatividad son moléculas polares. Las macromoléculas son moléculas grandes de importancia biológica que comprenden varios átomos, algunos de los cuales contienen más de 100 átomos.
