Moleküller birçok yolla sınıflandırılabilir. Bağlanmış atomlar arasındaki elektronegatiflikteki farklılıklara bağlı olarak, bir molekül kutupsal veya kutupsal olmayabilir. Karbon içeren tüm moleküller organik olarak kabul edilir. İnorganik kabul edilmeyenler. Biyokimyasal fonksiyon ve yapıya dayanan sınıflar da vardır.
Molekül terimi genellikle kovalent olarak birbirine bağlanmış iki veya daha fazla atom anlamına gelir. Bağlanan atomlar, diyatomik moleküller gibi aynı elementte olabilir. Elektronegatiflik değerlerinde anlamlı bir fark bulunan atomlar polar bağlar oluşturur ve genel bir polar moleküle katkıda bulunabilir. Moleküllerin bazı sınıflandırmaları birbirini dışlayan değildir, yani bir polar organik moleküle veya polar olmayan bir moleküle sahip olmak mümkündür.
Biyokimyada, moleküller yapılarına göre sınıflandırılır, çünkü bu genellikle fonksiyonlarını belirler. Dört ana sınıf karbonhidrat, proteinler, lipitler ve nükleik asitlerdir. Her sınıfın içinde başka alt bölümler ve molekül tipleri de vardır. Karbonhidratlar, şekerler adı verilen çeşitli karbon moleküllerini içerir. Proteinler, 20 amino asitten ve peptit bağlarından herhangi birinin oluşturduğu bileşiklerdir. Lipitler, yağlı olan ve suda çözünmeyen veya yağlar ve kolesterol gibi kolayca buharlaşmayan molekülleri içerir. Nükleik asitler nükleotidlerden oluşur ve RNA ve DNA içerir.
