peso molecular, peso de una molécula de una sustancia expresado en unidades de masa atómica (amu). El peso molecular puede calcularse a partir de la fórmula molecular de la sustancia; es la suma de los pesos atómicos de los átomos que componen la molécula. Por ejemplo, el agua tiene la fórmula molecular H2O, lo que indica que hay dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno en una molécula de agua. Redondeado a tres decimales, el peso atómico del hidrógeno es 1,008 amu y el del oxígeno es 15,999 amu. El peso molecular del agua es, pues, (21,008)+(115,999)=2,016+15,999=18,015 amu. Como los pesos atómicos son valores medios, los pesos moleculares también son valores medios. En promedio, una molécula de agua ordinaria pesa 18,015 amu. Tanto el hidrógeno como el oxígeno están formados por varios isótopos. Un isótopo del hidrógeno es el deuterio, o hidrógeno pesado. Los átomos de deuterio tienen aproximadamente el doble de masa que la media de todos los átomos de hidrógeno del agua ordinaria. Por lo tanto, el agua que sólo contiene átomos de deuterio, llamada agua pesada, tiene un peso molecular más elevado que el agua ordinaria. Algunas sustancias, especialmente los compuestos iónicos como la sal común, no están formadas por moléculas y, por lo tanto, no tienen ni fórmula molecular ni peso molecular.

Los pesos moleculares de las sustancias pueden determinarse experimentalmente de varias maneras, el método empleado suele depender del estado (sólido, líquido o gaseoso) de la sustancia. Los métodos para determinar los pesos moleculares de las sustancias gaseosas se basan en la ley de Avogadro, que establece que, en condiciones dadas de temperatura y presión, un volumen determinado de cualquier gas contiene un número específico de moléculas del mismo; por lo tanto, la comparación de los pesos de volúmenes iguales de diferentes gases en las mismas condiciones de temperatura y presión equivale a una comparación directa de los pesos de las moléculas de los gases. Los pesos moleculares de las sustancias que no son normalmente gaseosas y que no se evaporan sin descomponerse se determinan a veces a partir de sus efectos sobre el punto de fusión, el punto de ebullición, la presión de vapor o la presión osmótica de algún disolvente (véase propiedades coligativas). Sin embargo, si la sustancia se ioniza o no se separa completamente en moléculas, el peso molecular así determinado será erróneo. A veces se determinan pesos moleculares muy precisos utilizando el espectrógrafo de masas.

Algunas sustancias, por ejemplo, las proteínas, los virus y ciertos polímeros sintéticos, tienen pesos moleculares muy elevados. Estos pesos moleculares pueden determinarse mediante la medición de la velocidad de sedimentación en una ultracentrífuga, por fotometría de dispersión de luz o por otros métodos. Los métodos pueden dar resultados diferentes, ya que normalmente las moléculas de una sustancia como un polímero no tienen todas exactamente el mismo peso molecular. Estos métodos determinan un peso molecular medio para las moléculas de la muestra. El peso molecular promedio determinado por el método de la ultracentrífuga da un valor que es igual al peso de la muestra dividido por el número de moléculas en la muestra. Este peso molecular promedio también puede determinarse mediante otros métodos basados en la medición de las propiedades coligativas. El método de dispersión de la luz determina lo que se denomina peso molecular medio. Aunque éste puede ser el mismo valor que el peso molecular medio en número si todas las moléculas tienen casi el mismo peso, será mayor si algunas de las moléculas son más pesadas que otras.