اندازه و خواص مولکول ها می تواند بسیار متفاوت باشد. بین مولکول های دو اتمی تمایز قائل می شود

( O 2 ، اچ 2 ، سی O ، اچ سی ل )، مولکول هایی با بیش از دو اتم

( اس 8 ، سی O 2 ، سی 8 اچ 18 )و درشت مولکول ها (سلولز، پروتئین، پی وی سی) که می تواند حاوی چندین هزار اتم باشد.

مولکول های دو اتمی ساخته شده از اتم های یکسان معمولاً مولکول های گاز هستند. با این حال، برخی از مواد عنصری مانند گوگرد یا فسفر، مولکول های چند اتمی و غیر قطبی را تشکیل می دهند که در شرایط عادی به جامدات متبلور می شوند.

اگر مولکول ها از انواع مختلفی از اتم ها تشکیل شده باشند، پیوند اتمی کم و بیش قطبی وجود دارد. به عنوان یک قاعده، هر چه قطبیت و جرم مولی یک ترکیب مولکولی بیشتر باشد، نقطه ذوب و نقطه جوش آن بالاتر است.

بنابراین، برای مثال، نقطه جوش آلکان ها با تعداد اتم های کربن در مولکول افزایش می یابد. ماکرومولکول هایی مانند سلولز یا پلی اتیلن پلاستیکی (PE) از چندین هزار اتم تشکیل شده و به دلیل وزن مولکولی بالا جامد هستند.