Studiul proprietăţilor fizice a moleculelor de. Molecule posedă o varietate mult mai bogată de proprietățile fizice și chimice decât atomi izolate. Acest lucru se datorează în primul rând complexitatea mai mare de structura moleculară, în comparaţie cu de la atomii constitutiv. Molecule, de asemenea, să aibă moduri suplimentare de energie pentru că ei pot vibreze; nuclee constitutiv oscilează despre lor poziţii de echilibru şi rotiţi când nestingherit. Aceste moduri da naştere la proprietăţi spectroscopice suplimentare, în comparaţie cu cele ale unui atom; moleculară spectroscopie în optice, infraroşu şi regiunile cu microunde este unul dintre mijloacele cele mai puternice chimist fizice de identificare şi înţelegerea structura moleculară. Spectroscopie moleculară, de asemenea, a dat naştere la câmpul creştere rapidă de astronomie moleculară.