Une molécule est une combinaison de deux atomes ou plus liés entre eux par des forces attractives appelées liaisons chimiques ; selon le contexte, l'expression peut inclure ou non les ions répondant à cette exigence. En physique quantique, en chimie organique et en biochimie, la différence entre molécules et ions est généralement ignorée, et le terme molécule est couramment utilisé pour désigner les ions polyatomiques. Les atomes sont les constituants essentiels d'un élément. Ils sont constitués d'un noyau et des électrons qui l'entourent. Les électrons de valence apparaissent lorsque la couche électronique d'un atome est inadéquate. Lorsque deux atomes ou plus partagent des électrons de valence de leur couche externe, ils établissent une liaison chimique et atteignent un état d'énergie inférieur. Une réaction exothermique se produit lorsque des atomes se lient, libérant de l'énergie. Si la liaison covalente est rompue et que la molécule est scindée, elle consomme de l'énergie et devient endothermique.