Et molekyl er en elektrisk nøytral gruppe av to eller flere atomer som deler ett eller flere par elektroner i sterke bindinger og er kjemisk avmettet.
Molekyler har i motsetning til ioner ingen elektrisk ladning. Molekyler kan bestå av to atomer fra samme kjemiske element som i oksygen (O2) som har to oksygenatomer, eller en binding bestående av to eller flere forskjellige kjemiske elementer som i vann (H2O) som har to hydrogenatomer og et oksygenatom.
Molekyler finnes også i form av makromolekyler som proteiner og DNA. Makromolekyler består ofte av flere tusen atomer.
De fleste molekylene er for små til å kunne sees med det nakne øyet, men enkelte makromolekyler og supermolekyler som DNA kan nå makroskopiske størrelser. Molekyler kan dog sees gjennom mikroskop.