את המולקולה ניתן לתאר על ידי נוסחה מולקולרית, המפרטת את מספר האטומים מכל סוג במולקולה. כך למשל, הנוסחה המולקולרית של מים היא כאמור H₂O. ניתן לכתוב נוסחה מולקולרית באופן מצומצם, בו מציינים רק את מספר האטומים הכולל, ללא קשר למבנה, או באופן מפורט, בה מציינים אטומים לפי מיקומם במולקולה. כך לדוגמה, ניתן לתאר באופן מפורט את החומר אתנול בצורה CH₃CH₂OH, ואתר דו-מתילי CH₃OCH₃. בנוסח מצומצם, מתוארים שניהם על ידי הנוסחה C₂H₆O.

התחום שעוסק בהבנת המבנה המרחבי של מולקולות קרוי סטריאוכימיה, ומולקולות שלא ניתן ליצור חפיפה בינן ובין תמונת המראה שלהן, על ידי פעולת סיבוב במרחב, קרויות מולקולות כיראליות.