Studien av de fysiske egenskapene av molekyler. Molekyler besitte en langt rikere rekke fysiske og kjemiske egenskaper enn gjør isolert atomer. Dette er hovedsakelig tilskrives større kompleksiteten av krystallets struktur, som sammenlignet med deltagende atomer. Molekyler har også ekstra energi modi fordi de kan vibrere; det vil si de deltagende nuclei pendle om sine posisjoner likevekt og rotere når uhindret. Disse modiene gi opphav til flere spectroscopic egenskaper, i forhold til de av et atom; molekylære spektroskopi i den optiske stasjonen, infrarød og mikrobølgeovn regioner er en av den fysiske apotek mektigste måte å identifisere og forstå krystallets struktur. Molecular spektroskopi har også gitt opphav til raskt voksende felt i molekylære astronomi.