Molekuły można podzielić na wiele sposobów. W zależności od różnic w elektroujemności między związanymi atomami, cząsteczka może być polarna lub niepolarna. Wszystkie cząsteczki zawierające węgiel są uważane za organiczne. Te, które nie są uważane za nieorganiczne. Istnieją również klasy oparte na funkcji i strukturze biochemicznej.
Termin cząsteczka zazwyczaj odnosi się do dwóch lub więcej atomów związanych kowalencyjnie. Związane atomy mogą być tego samego pierwiastka, tak jak cząsteczki dwuatomowe. Atomy ze znaczącą różnicą w wartościach elektroujemności wytwarzają wiązania polarne i mogą przyczyniać się do ogólnej cząsteczki polarnej. Niektóre klasyfikacje cząsteczek nie wykluczają się wzajemnie, co oznacza, że możliwe jest posiadanie polarnej cząsteczki organicznej lub niepolarnej cząsteczki.
W biochemii cząsteczki są klasyfikowane według ich struktury, ponieważ często determinują ich funkcję. Cztery główne klasy to węglowodany, białka, lipidy i kwasy nukleinowe. W obrębie każdej klasy znajdują się dalsze podziały i typy cząsteczek. Węglowodany obejmują różne łańcuchy cząsteczek węgla zwanych cukrami. Białka są związkami utworzonymi z dowolnego z 20 aminokwasów i wiązań peptydowych. Lipidy obejmują cząsteczki, które są oleiste i nie rozpuszczają się w wodzie lub łatwo parują, takie jak tłuszcze i cholesterol. Kwasy nukleinowe składają się z nukleotydów i zawierają RNA i DNA.
