Molekülverbindungen haben die gemeinsame Eigenschaft, dass sie aus mindestens zwei verschiedenen Molekülen bestehen. Wenn sich beispielsweise dasselbe Element mit einem anderen Atom seiner selbst verbindet, ist es keine molekulare Verbindung, sondern ein Molekül dieses Elements.
Eine weitere Eigenschaft molekularer Verbindungen ist die Verteilung der Elektronen zwischen den Elementen, aus denen die Verbindung besteht. Dies ist eine notwendige, aber unzureichende Bedingung, um als molekulare Verbindung klassifiziert zu werden; identische Elemente können sich ähnlich binden, zählen aber nicht als Verbindungen, da sie sich nicht voneinander unterscheiden, wie im Fall von molekularem Wasserstoff.