Mọi thành phần sống và không sống bao gồm vật chất bao gồm các phân tử, được hình thành từ sự kết hợp hóa học của các hạt cực nhỏ được gọi là nguyên tử. Không giống như nguyên tử, các phân tử có thể chuyển từ một trạng thái vấn đề khác.
Trong khoa học, vật chất được định nghĩa là bất cứ thứ gì chiếm không gian và có khối lượng nghỉ. Các dạng vật chất chủ yếu nhất trên Trái đất được phân loại thành ba dạng: rắn, lỏng và khí. Phân loại thứ tư, được gọi là plasma, có tỷ lệ vật chất lớn nhất trong vũ trụ.
Nguyên tố hóa học là một chất tinh khiết không thể được phân chia thành một loại vật chất khác bằng bất kỳ phương tiện hoặc biến đổi hóa học nào. Vào đầu thế kỷ 17, nhà hóa học người Anh John Dalton đã đề xuất rằng các nguyên tố hóa học được tạo thành từ các nguyên tử riêng biệt giữ nguyên tất cả các đặc tính của nguyên tố. Nguyên tử về cơ bản cấu thành tất cả các vật chất đã biết. Dalton phát hiện ra rằng các nguyên tử có khối lượng thay đổi, được sử dụng làm cơ sở cho các định luật tỷ lệ xác định và đa tỷ lệ. Dalton đề xuất thêm rằng khi các loại nguyên tử khác nhau hình thành liên kết hóa học, hợp chất được tạo ra bao gồm một số nguyên tử tương ứng với khối lượng của nó. Đơn vị nhỏ nhất của hợp chất được gọi là phân tử. Một trong những phân tử xuất hiện phổ biến nhất là phân tử nước. Ở thể rắn, phân tử nước tồn tại dưới dạng băng, ở thể lỏng là nước và ở thể khí là hơi.
