peso molecular, peso de uma molécula de uma substância expressa em unidades de massa atômica (amu). O peso molecular pode ser calculado a partir da fórmula molecular da substância; é a soma dos pesos atômicos dos átomos que compõem a molécula. Por exemplo, a água tem a fórmula molecular H2O, indicando que existem dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio em uma molécula de água. Arredondado a três casas decimais, o peso atómico do hidrogénio é de 1.008 amu e o do oxigénio é de 15.999 amu. O peso molecular da água é assim (21,008)+(115,999)=2,016+15,999=18,015 amu. Como os pesos atómicos são valores médios, os pesos moleculares também são valores médios. Na média, uma molécula de água comum pesa 18.015 amu. Tanto o hidrogénio como o oxigénio são constituídos por vários isótopos. Um isótopo de hidrogênio é o deutério, ou hidrogênio pesado. Os átomos de deutério são cerca do dobro da média de todos os átomos de hidrogênio na água comum. Portanto, a água que contém apenas átomos de deutério, chamada água pesada, tem um peso molecular maior do que a água comum. Algumas substâncias, especialmente compostos iônicos como o sal comum, não são compostas de moléculas e, portanto, não têm fórmula molecular nem peso molecular.

Peso molecular das substâncias pode ser determinado experimentalmente de várias maneiras, o método empregado geralmente depende do estado (sólido, líquido ou gás) da substância. Os métodos para determinar o peso molecular de substâncias gasosas são baseados na lei de Avogadro, que estabelece que sob determinadas condições de temperatura e pressão um determinado volume de qualquer gás contém um número específico de moléculas do gás; assim, uma comparação dos pesos de volumes iguais de gases diferentes sob as mesmas condições de temperatura e pressão é equivalente a uma comparação direta dos pesos das moléculas dos gases. Os pesos moleculares de substâncias que não são normalmente gasosas e não evaporam sem decomposição são algumas vezes determinados a partir de seus efeitos sobre o ponto de fusão, ponto de ebulição, pressão de vapor ou pressão osmótica de algum solvente (ver propriedades coligativas). Entretanto, se a substância ioniza ou não se separa completamente em moléculas, o peso molecular assim determinado será errôneo. Pesos moleculares altamente precisos são às vezes determinados usando o espectrógrafo de massa.

Algumas substâncias, por exemplo, proteínas, vírus e certos polímeros sintéticos, têm pesos moleculares muito altos. Esses pesos moleculares podem ser determinados pela medição da taxa de sedimentação em uma ultracentrifugadora, por fotometria com dispersão de luz, ou por outros métodos. Os métodos podem dar resultados diferentes, já que geralmente as moléculas de uma substância como um polímero não têm todas exatamente o mesmo peso molecular. Estes métodos determinam um peso molecular médio para as moléculas da amostra. O peso molecular médio determinado pelo método de ultracentrifugação dá um valor igual ao peso da amostra dividido pelo número de moléculas na amostra. Este peso molecular médio também pode ser determinado por outros métodos baseados na medição das propriedades coligativas. O método de dispersão de luz determina o que é chamado de peso molecular médio. Embora este possa ser o mesmo valor que o peso molecular médio se todas as moléculas tiverem quase o mesmo peso, será maior se algumas das moléculas forem mais pesadas que outras.