Çevirme ve dönme hareketi ve ayrıca bağ germe ve bükme, moleküller içindeki temel hareket türleridir. Farklı moleküller, temel hareketlerin farklı süperpozisyonlarından geçer.
Tüm moleküller sürekli hareket halindedir. Bu hareketin serbestlik dereceleri moleküllerin maddenin fazlarına bağlıdır. Katılar en az hareket aralığına sahiptir, ardından sıvılar, sonra gazlar. Moleküllerin sıcaklığı, kinetik enerjilerinin bir göstergesidir. Yüksek sıcaklık doğrudan moleküllerin translasyonel hareketini arttırır, sıvı ve gaz moleküllerinde daha yüksek hareket hızına ve katı moleküllerde yüksek frekans ve titreşim genliğine yol açar.
Boltzmann ilişkisi, doğrusal olarak makroskopik sıcaklığı, Boltzmann sabiti üzerinden moleküler kinetik enerjiyle ilişkilendirir. Sıcaklıktaki doğrusal bir artış, bir sistemdeki tüm moleküllerin ortalama kinetik enerjisindeki lineer bir artışa eşlik eder.
Dönme hareketi, tüm molekülün dönmesini veya burulma hareketi sırasında birbirlerine göre molekül parçalarının dönmesini içerebilir. Bu tür bir hareket ancak gazlar ve sıvı fazlarda gerçekleşebilir, zira moleküller katılarda sabit pozisyonlarda bağlanır.
Moleküllerin hareketleri, bağlar arasında foton emilimi ve yeniden emisyon ile belirlenen renk ve bağları oluşturmak veya kırmak için gereken enerji miktarıyla belirlenen kimyasal reaktivite gibi birçok fiziksel özelliği belirler. p>