دراسة الخصائص الفيزيائية من الجزيئات. الجزيئات تمتلك مجموعة متنوعة من الخواص الفيزيائية والكيميائية الأكثر ثراء من الذرات المنعزلة. هذا يعزى أساسا إلى زيادة تعقيد التركيبة الجزيئية، بالمقارنة مع الذرات المكونة لها. الجزيئات تمتلك أيضا أوضاع الطاقة الإضافية لأن أنهم يمكن أن يهتز؛ أي النواة التأسيسية متأرجحا حول مواقفها التوازن وتدوير عند دون عائق. هذه الأوضاع تثير خصائص القياس إضافية، بالمقارنة مع تلك ذرة؛ والتحليل الطيفي الجزيئية في البصرية والأشعة تحت الحمراء والمناطق تعمل بالموجات الدقيقة واحدة من أقوى وسيلة الصيدلي المادية، تحديد وفهم التركيبة الجزيئية. أدت الجزيئية التحليل الطيفي أيضا في مجال علم الفلك الجزيئية المتنامية بسرعة.