Bir moleküldeki atomların sayısı, oluşan spesifik moleküle bağlı olarak değişir. Temel kural olarak, bir molekül, azami miktarda atom içermeyen en az iki atomdan oluşmalıdır moleküldeki bütün atomlar bir şekilde birbirine bağlanır.
Bir molekülü oluşturan atomlar aynı elementte veya farklı tiplerde olabilir. Diyatomik moleküller, aynı elemanın iki molekülünden oluşan spesifik bir molekül sınıfıdır. Eğer molekül en az iki farklı elementin atomlarından oluşuyorsa, kimyasal bir bileşiktir. Tipik olarak moleküller, birbirine bağlanan atomların elektronları paylaştığı kovalent bağlanma yoluyla birbirine bağlanır. Atomların değişim elektronları olduğu ve elektrik yükü ve çekiciliği ile birbirine bağlandığı iyonik bileşikler genellikle kimyadaki moleküller sayılmaz.
Moleküller, mevcut atomlara ve elementlere bağlı olarak çeşitli özelliklere ve sınıflandırmalara sahip olabilir. Karbon ve hidrojen içeren moleküller organik bileşikler olarak adlandırılır. Elektronegatiflik değerlerinde önemli bir fark olan elementlerden oluşan bileşikler polar moleküllerdir. Makromoleküller, bazıları 100'den fazla atom içeren birkaç atomdan oluşan biyolojik olarak önemli büyük moleküllerdir.
