Phân tử là một nhóm gồm hai hoặc nhiều nguyên tử liên kết với nhau, trong khi hợp chất là một nhóm hai hoặc nhiều nguyên tử liên kết với nhau trong đó các nguyên tử là từ ít nhất hai loại nguyên tố. Tất cả các hợp chất cũng là các phân tử, nhưng tất cả các phân tử không phải là hợp chất.
Ví dụ, công thức H2O vừa là một phân tử vừa là một hợp chất, nhưng H2 chỉ là một phân tử vì nó chỉ chứa các nguyên tử hydro. Trong hóa học vô cơ, thuật ngữ phân tử thường được giới hạn cho các hợp chất có điện tích trung hòa, trong khi thuật ngữ ion dùng để chỉ các nguyên tử liên kết với điện tích dương hoặc âm.