Масса молекул (за исключением молекул органических веществ, например, белков) очень мала. 2 Так, масса молекулы воды составляет около 2,7 · 10 -23 г. 2 Из-за малых значений выражать массы молекул в килограммах неудобно, поэтому в химии и физике используют атомную единицу массы (а. е. м.). 4

Размеры молекул начинаются от долей нанометров. 3 Если представить молекулу в виде шарика, то её радиус имеет значение от 0,1 нм у простейших до 100 нм у сложных молекул, состоящих из нескольких тысяч атомов. 4 Например, оценочный диаметр молекулы водорода составляет 0,2 нм, а диаметр молекулы воды — 0,3 нм. 4 Наименьшие размеры имеют одноатомные молекулы инертных газов. 3 Например, размер молекулы (фактически, одного атома) гелия составляет около 3×10^{-11} м. 3 Наибольшие размеры имеют молекулы биополимеров: белков и ДНК. 3 Например, молекула ДНК человека представляет собой «клубок», свёрнутый в несколько «уровней упаковки» и состоящий из спиралевидной нити толщиной 2×10^{-9} м и длиной несколько сантиметров. 3