Hemijska struktura obuhvata geometriju molekula, elektronsku strukturu i kristalnu strukturu molekula. Geometrija molekula se odnosi na prostorni aranžman atoma u molekulu i hemijske veze koje spajaju atome. Geometrija molekula može da ide od veoma jednostavne, kao što je kod diatomskog molekula kiseonika ili azota, do veoma kompleksne, kao kod proteina ili DNK molekula.Geometrija molekula se može grubo prikazati koristeći strukturne formule. Elektronska struktura opisuje okupiranost molekulskih orbitala.[1][2][3]