Los materiales moleculares están formados por moléculas individuales (grupos de átomos unidos mediante enlaces primarios) que se unen entre sí por fuerzas de atracción débiles (secundarias). A la presión y temperatura ambiente, muchos de ellos son gases como, por ejemplo, el oxígeno (O2), el dióxido de carbono (CO2) y el metano (CH4); otros son líquidos, como el agua (H2O), el bromo (Br2) y el etanol (C2H6O); mientras que algunos otros, formados por moléculas de elevada masa molecular, como el yodo (I2), la sacarosa (C12H22O11) y el naftaleno (C12H10), se presentan en estado sólido.