In natura se gasesc extrem de rar atomi izolati. De obicei, ei sunt grupati in niste structuri mai mari, numite „molecule". Molecula este cea mai mica particula de substanta care poate exista izolat. Atomii dintr-o molecula sunt tinuti laolalta prin legaturi chimice. Ei pot apartine aceluiasi element sau unor elemente diferite. De exemplu, molecula de dioxid de carbon are doi atomi de oxigen si unul de carbon.