Die Erforschung der physikalischen Eigenschaften von Molekülen. Moleküle besitzen eine weit reichere Vielzahl von physikalischen und chemischen Eigenschaften als isolierte Atomen tun. Dies ist vor allem auf die höhere Komplexität der molekularen Struktur, im Vergleich zu der konstituierenden Atome. Moleküle besitzen auch zusätzliche Energie-Modi, weil sie vibrieren können; das heißt, die konstituierenden Kerne über ihre Positionen Gleichgewicht schwingen und beim ungehindert drehen. Diese Modi geben Anlass zu zusätzlichen spektroskopischen Eigenschaften, verglichen mit derjenigen eines Atoms; Molekülspektroskopie in der optischen, Infrarot und Mikrowelle Regionen ist eines der mächtigsten der Chemiker Mittel identifizieren und Molekulare Struktur zu verstehen. Molekulare Spektroskopie hat auch im schnell wachsenden Bereich der molekularen Astronomie geführt.