moleculair gewicht, gewicht van een molecuul van een stof uitgedrukt in atomaire massa eenheden (amu). Het molecuulgewicht kan worden berekend uit de molecuulformule van de stof; het is de som van de atoomgewichten van de atomen waaruit het molecuul is opgebouwd. Zo heeft water de molecuulformule H2O, wat betekent dat een watermolecuul twee waterstofatomen en één zuurstofatoom bevat. Afgerond op drie decimalen is het atoomgewicht van waterstof 1,008 amu en dat van zuurstof 15,999 amu. Het molecuulgewicht van water is dus (21,008)+(115,999)=2,016+15,999=18,015 amu. Aangezien atoomgewichten gemiddelde waarden zijn, zijn moleculaire gewichten ook gemiddelde waarden. Gemiddeld weegt een molecuul gewoon water 18,015 amu. Zowel waterstof als zuurstof bestaan uit verschillende isotopen. Eén isotoop van waterstof is deuterium, of zware waterstof. Deuteriumatomen zijn ongeveer twee keer zo massief als het gemiddelde van alle waterstofatomen in gewoon water. Daarom heeft water dat alleen atomen van deuterium bevat, zwaar water genoemd, een hoger moleculair gewicht dan gewoon water. Sommige stoffen, vooral ionische verbindingen zoals gewoon zout, bestaan niet uit moleculen en hebben dus noch een molecuulformule, noch een molecuulgewicht.

Molecuulgewichten van stoffen kunnen op verschillende manieren experimenteel bepaald worden, waarbij de toegepaste methode meestal afhangt van de toestand (vast, vloeibaar, of gas) van de stof. De methoden voor de bepaling van het molecuulgewicht van gasvormige stoffen zijn gebaseerd op de wet van Avogadro, die stelt dat een bepaald volume van een gas bij een gegeven temperatuur en druk een bepaald aantal moleculen van het gas bevat; een vergelijking van de gewichten van gelijke volumes van verschillende gassen onder dezelfde temperatuur en druk is dus gelijk aan een directe vergelijking van de gewichten van de moleculen van de gassen. Het molecuulgewicht van stoffen die normaal niet gasvormig zijn en niet zonder ontleding verdampen, wordt soms bepaald aan de hand van hun effect op het smeltpunt, het kookpunt, de dampspanning of de osmotische druk van een of ander oplosmiddel (zie colligatieve eigenschappen). Als de stof echter ioniseert of niet volledig in moleculen wordt gesplitst, zal het aldus bepaalde molecuulgewicht foutief zijn. Soms worden zeer nauwkeurige molecuulgewichten bepaald met behulp van de massaspectrograaf.

Sommige stoffen, bij voorbeeld eiwitten, virussen en bepaalde synthetische polymeren, hebben een zeer hoog molecuulgewicht. Deze molecuulgewichten kunnen worden bepaald door meting van de sedimentatiesnelheid in een ultracentrifuge, door lichtverstrooiende fotometrie of met andere methoden. Deze methoden kunnen uiteenlopende resultaten opleveren, aangezien de moleculen van een stof zoals een polymeer meestal niet allemaal precies hetzelfde molecuulgewicht hebben. Bij deze methoden wordt een gemiddeld molecuulgewicht van de moleculen in het monster bepaald. Het aantalgemiddelde molecuulgewicht dat met de ultracentrifugemethode wordt bepaald, geeft een waarde die gelijk is aan het gewicht van het monster gedeeld door het aantal moleculen in het monster. Dit aantalgemiddelde molecuulgewicht kan ook worden bepaald met behulp van andere methoden die op de meting van colligatieve eigenschappen gebaseerd zijn. Met de lichtverstrooiingsmethode wordt het zogenaamde gewichtgemiddelde molecuulgewicht bepaald. Hoewel dit dezelfde waarde kan zijn als het aantalgemiddelde molecuulgewicht als alle moleculen nagenoeg hetzelfde gewicht hebben, zal het hoger zijn als sommige moleculen zwaarder zijn dan andere.