Le molecole si formano quando due o più atomi sono uniti chimicamente attraverso un legame covalente. Gli atomi possono essere dello stesso elemento o di elementi diversi. Se la molecola è formata da più di un elemento, viene indicata come un composto chimico.
Le proprietà di una molecola sono il risultato degli elementi coinvolti e delle proprietà dei legami covalenti che li tengono uniti. Il legame covalente si verifica quando gli atomi condividono gli elettroni, il che crea un legame che non si dissocia facilmente. La differenza nei valori di elettronegatività tra gli atomi determina il tipo di legame che si forma. Se i valori di elettronegatività sono molto simili, si formerà un legame covalente non polare. Se la differenza nei valori di elettronegatività è significativamente diversa ma non molto, si formerà un legame covalente polare. I legami polari in una molecola possono aggiungere alla polarità complessiva della molecola e conferirgli proprietà speciali come molecola polare.
I legami ionici si verificano quando c'è una grande differenza nell'elettronegatività di due atomi. I legami ionici implicano il trasferimento di elettroni da un atomo all'altro per creare ioni carichi che si uniscono. I composti ionici non sono molecole. Poiché i legami covalenti si formano solo tra non metalli, le molecole saranno solo costituite da elementi non metallici.