Een glas water bestaat uit ontelbare miljarden waterdeeltjes, die door een lege ruimte van elkaar gescheiden zijn. Die deeltjes noemen we moleculen.
De moleculen in een glas water zijn altijd in beweging. Als het water wordt afgekoeld vertraagt de beweging van de moleculen; ze beginnen zich minder vrij te bewegen. Als de afkoeling doorgaat, verandert het water in ijs. De moleculen blijven in beweging maar die beweging is nu wel heel erg langzaam geworden.
Als water daarentegen verwarmd wordt beginnen de watermoleculen zich sneller en sneller te bewegen. Ze drijven uit elkaar en het water gaat meer plaats innemen. Als de verhitting doorgaat, verwijderen de watermoleculen zich zover van elkaar dat het water verandert in een onzichtbaar gas: waterdamp. Als er een beetje suiker in een glas water wordt gedaan, verdwijnen de suikermoleculen in de ruimte tussen de watermoleculen. We zeggen dan dat de suiker oplost.
Niemand heeft ooit een watermolecuul gezien ; zelfs met de modernste microscoop kan zo’n waterdeeltje niet zichtbaar gemaakt worden. De wetenschap heeft echter de aanwezigheid van moleculen in water vastgesteld aan de hand van de wijze, waarop deze vloeistof zich gedraagt. Water zou van een vloeistof niet in een vaste stof of in een gas kunnen veranderen; zou evenmin suiker kunnen oplossen als het niet bestond uit moleculen. Ook het uitzetten van water bij verhitting kan slechts verklaard worden door de aanwezigheid van watermoleculen.
Tienduizenden andere stoffen zijn eveneens opgebouwd uit moleculen. Natuurlijk zijn niet alle moleculen hetzelfde. Suiker bestaat natuurlijk uit suikermoleculen; zuurstof uit zuurstofmoleculen; lucht uit de moleculen van zuurstof en een aantal andere gassen. Al die moleculen zijn voortdurend in beweging; altijd zijn ze door een bepaalde ruimte van elkaar gescheiden. Zelfs in het stevige hout van een tafelblad en in het pleisterwerk van de muur zijn de moleculen in beweging. De meeste moleculen zijn, evenals die van water, te klein om zichtbaar gemaakt te worden. Met behulp van zeer sterke elektronenmicroscopen is het echter mogelijk geworden sommige grote moleculen te zien.
Moleculen zijn opgebouwd uit nog kleinere deeltjes, de atomen. Atomen kunnen uit hetzelfde materiaal bestaan als het molecuul, waarvan ze deel uitmaken - maar dat is lang niet altijd het geval. Een watermolecuul bijvoorbeeld bestaat uit twee atomen waterstof en een atoom zuurstof. Een zuurstofmolecuul daarentegen bestaat uit twee atomen zuurstof.
Een van de tekeningen toont de modellen van drie soorten moleculen. In werkelijkheid zien moleculen er natuurlijk heel anders uit; de modellen willen slechts laten zien uit hoeveel verschillende atoomsoorten een molecuul kan bestaan.
Als de wetenschap er tegenwoordig in slaagt een nieuwe stof samen te stellen dan gebeurt dat vaak door verschillende atoomsoorten op een nieuwe wijze met elkaar te verbinden tot een geheel nieuw molecuul.