分子结构在很大程度上影响了化学物质的反应性、极性、相态形状、颜色、磁性和生物活性。
分子结构最好在接近绝对零度的温度下测定,因为随着温度升高,分子转动也增加。量子力学和半实验的分子模拟计算可以得出分子形状,固态分子的结构也可通过X射线晶体学测定。体积较大的分子通常以多个稳定的构象存在,势能面中这些构象之间的能垒较高。
分子结构涉及原子在空间中的位置,与键结的化学键种类有关,包括键长、键角以及相邻三个键之间的二面角。
原子在分子中的成键情形与空间排列:分子结构对物质的物理与化学性质有决定性的关系。