Phương trình phân tử là phương trình hóa học thể hiện phản ứng của các hợp chất, dù là ion hay cộng hóa trị, chỉ là hợp chất chứ không phải ion phân ly. Nó chỉ là sự phân biệt có ý nghĩa đối với các phản ứng liên quan đến hợp chất ion vì các hợp chất cộng hóa trị không có các ion phân ly. Loại phương trình khác là phương trình ion, cho biết các ion phân ly với các điện tích tương ứng của chúng.
Phương trình phân tử tương đối đơn giản để viết, nhưng chúng cũng thường mô tả sai các phản ứng mà chúng ký hiệu. Điều này là do những phản ứng này thường xảy ra trong dung dịch nước, nơi chỉ một số thành phần thực sự phản ứng. Ví dụ, một phương trình phân tử của canxi clorua và bạc nitrat cho thấy sự tạo ra canxi nitrat và bạc clorua. Điều này là xuyên tạc theo hai cách. Đầu tiên, các chất phản ứng thực tế có sẵn không phải là canxi clorua và bạc nitrat mà là các ion canxi, clorua, bạc và nitrat phân ly hoàn toàn. Hơn nữa, hợp chất duy nhất thực sự được tạo ra là bạc clorua, là một chất rắn ion kết tủa ra khỏi dung dịch. Các ion khác, canxi và nitrat, không phản ứng và ở trong dung dịch. Một phương trình ion có thể được đơn giản hóa để loại bỏ hoàn toàn các thành phần không phản ứng này.
Công thức phân tử có thể hợp lệ và hữu ích như một phương tiện hỗ trợ khái niệm hoặc nó có thể đóng vai trò là một mô hình chính xác hơn nếu nước được loại bỏ sau phản ứng bằng cách đun sôi hoặc một số phương pháp khác khiến các ion hòa tan phía sau liên kết thành các hợp chất ion .
