El estudio de las propiedades físicas de las moléculas. Moléculas poseen una variedad mucho más rica de propiedades físicas y químicas que los átomos aislados. Esto es atribuible principalmente a la mayor complejidad de la estructura molecular, en comparación con la de los átomos constituyentes. Moléculas poseen también modos de energía adicional debido a pueden vibrar; es decir, los núcleos constituyentes oscilan sobre sus posiciones de equilibrio y giran cuando sin trabas. Estos modos dan lugar a propiedades espectroscópicas adicionales, en comparación con las de un átomo; espectroscopía molecular en el óptico, infrarrojo y microondas regiones es uno de los medios más poderosos del físico-químico de identificar y comprender la estructura molecular. Espectroscopia de Molecular también ha dado lugar al rápidamente creciente campo de la astronomía molecular.