La massa molecolare di una sostanza (detta pure impropriamente peso molecolare, che differisce dalla massa molare se non per l'unità di misura) è il rapporto tra la massa di una data quantità di quella sostanza e il numero di moli della stessa quantità di quella sostanza. È comunemente espressa in unità di massa atomica (u). In alcuni casi, per massa molecolare di una sostanza si intende il rapporto tra la massa di una data quantità di quella sostanza e il numero di entità elementari (ad esempio molecole) costituenti la stessa quantità di quella sostanza. La costante di conversione tra queste due interpretazioni della massa molecolare è la costante di Avogadro, ovvero il numero di particelle elementari di una sostanza costituenti una mole di quella sostanza (per definizione di mole, la costante di Avogadro è la stessa per qualsiasi sostanza): m [ g / N p e ] N A = m [ u ] {\displaystyle {\frac {m[g/N_{p}e]}{N_{A}}}=m[u]} dove: m [g/Npe] è la massa molecolare espressa in grammi su numero di particelle elementari; m [u] è la massa molecolare espressa in unità di massa atomica; NA è la costante di Avogadro.

L'atomo (dal greco àtomos : indivisibile,) è la struttura nella quale la materia è organizzata in unità fondamentali che costituiscono gli elementi chimici. Questi si aggregano normalmente in unità stabili dette molecole che caratterizzano le sostanze chimiche. Concepito come l'unità più piccola e indivisibile della materia secondo la dottrina atomistica dei filosofi greci Leucippo, Democrito ed Epicuro, e teorizzato su base scientifica all'inizio del XIX secolo, verso la fine dell'Ottocento, con la scoperta dell'elettrone, fu dimostrato che l'atomo è composto da particelle subatomiche (oltre all'elettrone, il protone e il neutrone). Se nel mondo fisico abituale la materia, nei suoi stati solido, liquido e gassoso, è costituita dalle unità elementari degli atomi, a valori di pressione e temperatura sufficientemente elevati la loro esistenza non è possibile, determinandosi lo stato di plasma.

Tonino Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro, conte di Quaregna e Cerreto (Torino, 9 agosto 1776 – Torino, 9 luglio 1856), è stato un chimico e fisico italiano. È famoso soprattutto per i suoi contributi alla teoria molecolare, culminata nella legge conosciuta come "Legge di Avogadro", la quale dice che volumi uguali di gas alla stessa temperatura e pressione contengono lo stesso numero di molecole. In suo onore, il numero di particelle elementari (atomi, molecole, ioni o altre particelle) in 1 mole di una sostanza, 6,022140857(74)×1023, è ora conosciuta come Costante di Avogadro, ed è una delle sette costanti fondamentali del Sistema Internazionale di Unità di Misura (SI).