Molekulák fizikai tulajdonságainak vizsgálata. Molekulák rendelkeznek egy sokkal gazdagabb választékát fizikai és kémiai tulajdonságok mint elszigetelt atomok. Ez a elsősorban a molekuláris szerkezeti, hogy alkotó atomok képest nagyobb összetettsége tulajdonítható. Molekulák is rendelkeznek további energia módok, mert ők tud Rezget; azaz alkotó sejtmagjába egyensúlyi pozícióikat kapcsolatos oszcillálnak és forgatás, amikor nem zavarva élhessék. Az üzemmódokról további spektroszkópikus tulajdonságok, mint képest egy atom; az optikai a molekuláris spektroszkópia, infravörös és mikrohullámú régiók keletkeztet a fizikai kémikus legerősebb eszközök azonosítására és megértése a molekuláris szerkezeti egyike. Molekuláris spektroszkópia is eredményezett a molekuláris csillagászat gyorsan növekvő területén.