Štúdium fyzikálnych vlastností molekúl. Molekuly vlastniť oveľa bohatší rôzne fyzikálne a chemické vlastnosti ako izolovaný atómov. Tento možno pripísať hlavne väčšej zložitosti molekulovej štruktúry, v porovnaní s zložky atómov. Molekuly taktiež vyznačovať dodatočné elektromery režimy, pretože môžu vibrovať; t. j. zložky jadrá oscilujú na svojich rovnováhu stanovísk a otáčať pri neohrozila. Režimoch podnecujú ďalšie spektroskopickú vlastnosti v porovnaní s tých atómu; molekulová spektroskopie v optickom, infračervené a mikrovlnné regiónov je jedným z najúčinnejších prostriedkov fyzikálny chemik identifikácie a pochopenie molekulovej štruktúry. Molekulárnej spektroskopiu dali podnet na rýchlo rastúci pole molekulárnej astronómia.