molecular weight, weight of a molecule of a substance expressed in atomic mass units (amu). Molekulovou hmotnost lze vypočítat z molekulového vzorce látky; je to součet atomových hmotností atomů tvořících molekulu. Například voda má molekulový vzorec H2O, což znamená, že v molekule vody jsou dva atomy vodíku a jeden atom kyslíku. Zaokrouhleno na tři desetinná místa je atomová hmotnost vodíku 1,008 amu a atomová hmotnost kyslíku 15,999 amu. Molekulová hmotnost vody je tedy (21,008)+(115,999)=2,016+15,999=18,015 amu. Protože atomové hmotnosti jsou průměrné hodnoty, jsou i molekulové hmotnosti průměrné hodnoty. V průměru váží molekula obyčejné vody 18,015 amu. Vodík i kyslík se skládají z několika izotopů. Jedním z izotopů vodíku je deuterium neboli těžký vodík. Atomy deuteria jsou přibližně dvakrát hmotnější než průměr všech atomů vodíku v běžné vodě. Proto má voda, která obsahuje pouze atomy deuteria, nazývaná těžká voda, vyšší molekulovou hmotnost než běžná voda. Některé látky, zejména iontové sloučeniny, jako je kuchyňská sůl, nejsou tvořeny molekulami, a proto nemají ani molekulový vzorec, ani molekulovou hmotnost.

Molekulovou hmotnost látek lze stanovit experimentálně různými způsoby, přičemž použitá metoda obvykle závisí na skupenství látky (pevné, kapalné nebo plynné). Metody určování molekulových hmotností plynných látek vycházejí z Avogadrova zákona, který říká, že za daných podmínek teploty a tlaku obsahuje daný objem jakéhokoli plynu určitý počet molekul tohoto plynu; porovnání hmotností stejných objemů různých plynů za stejných podmínek teploty a tlaku je tedy ekvivalentní přímému porovnání hmotností molekul těchto plynů. Molekulové hmotnosti látek, které normálně nejsou plynné a nevypařují se bez rozkladu, se někdy určují z jejich vlivu na bod tání, bod varu, tlak par nebo osmotický tlak některého rozpouštědla (viz koligativní vlastnosti). Pokud však látka ionizuje nebo se zcela nerozdělí na molekuly, bude takto stanovená molekulová hmotnost chybná. Velmi přesné molekulové hmotnosti se někdy určují pomocí hmotnostního spektrografu.

Některé látky, např. bílkoviny, viry a některé syntetické polymery, mají velmi vysoké molekulové hmotnosti. Tyto molekulové hmotnosti lze stanovit měřením rychlosti sedimentace v ultracentrifuze, fotometrií s rozptylem světla nebo jinými metodami. Tyto metody mohou poskytovat různé výsledky, protože obvykle všechny molekuly látky, jako je polymer, nemají přesně stejnou molekulovou hmotnost. Tyto metody určují průměrnou molekulovou hmotnost molekul ve vzorku. Průměrná molekulová hmotnost stanovená ultracentrifugovou metodou poskytuje hodnotu, která se rovná hmotnosti vzorku vydělené počtem molekul ve vzorku. Tuto průměrnou molekulovou hmotnost lze určit také jinými metodami založenými na měření koligativních vlastností. Metoda rozptylu světla určuje tzv. hmotnostně průměrnou molekulovou hmotnost. Ačkoli tato hodnota může být stejná jako průměrná početní molekulová hmotnost, pokud mají všechny molekuly téměř stejnou hmotnost, bude vyšší, pokud jsou některé molekuly těžší než jiné.

.