Molekyler finnes også i form av makromolekyler, som for eksempel proteiner og DNA. I mange tilfeller er det vanskelig å bruke den enkle definisjonen på molekyler når en har med makromolekyler å gjøre, idet en naturlig molekylær enhet egentlig består av flere subenheter med tilstrekkelig mange svake bindinger til å holde dem sammen i en mer eller mindre permanent enhet, som mister sin naturlige funksjon dersom en forsøker å skille subenhetene fra hverandre.