Molekulinė masė išreiškiama kaip atomų, sudarančių medžiagos molekulę, masių suma. Paprastai jis išreiškiamas a.u.m, (atominės masės vienetais), kartais dar vadinamas d altonu ir žymimas D. 1 a.m.u. šiandien priimta 1/12 anglies atomo C12 masės, kuri masės vienetais yra 1, 66057.10-27 kg.
Taigi vandenilio atominė masė, lygi 1, rodo, kad vandenilio atomas H1 yra 12 kartų lengvesnis už anglies atomą C12. Cheminio junginio molekulinę masę padauginę iš 1, 66057.10-27, gauname molekulės masės reikšmę kilogramais.
Tačiau praktikoje jie naudoja patogesnę reikšmę Mot=M/D, kur M yra molekulės masė tais pačiais masės vienetais kaip ir D. Deguonies molekulinė masė, išreikšta anglies vienetais, yra 16 x 2=32 (deguonies molekulė yra dviatomė). Lygiai taip pat, atliekant cheminius skaičiavimus, apskaičiuojamos ir kitų junginių molekulinės masės. Vandenilio, kurio molekulė taip pat yra dviatomė, molekulinė masė yra atitinkamai 2 x 1=2.
Molekulinė masė yra vidutinės molekulės masės charakteristika, joje atsižvelgiama į visų elementų, sudarančių tam tikrą cheminę medžiagą, izotopinę sudėtį. Šį rodiklį galima nustatyti ir kelių medžiagų mišiniui, kurio sudėtis žinoma. Visų pirma, oro molekulinė masė gali būti laikoma 29.
Anksčiau chemijoje buvo vartojama gramo molekulės sąvoka. Šiandien šią sąvoką pakeitė molis – medžiagos kiekis, kuriame yra dalelių (molekulių, atomų, jonų) skaičius, lygus Avogadro konstantai (6,022 x 1023). Iki šiol tradiciškai vartojamas ir terminas „molinė (molekulinė) masė“. Tačiau, skirtingai nuo svorio, kuris priklauso nuo geografinių koordinačių, masė yra pastovus parametras, todėl vis tiek teisingiau naudoti šią sąvoką.
Oro, kaip ir kitų dujų, molekulinę masę galima nustatyti pagal Avogadro dėsnį. Šis dėsnis teigia, kad tomis pačiomis sąlygomis tame pačiame dujų tūryje yra tiek pat molekulių. Dėl to, esant tam tikrai temperatūrai ir slėgiui, molis dujų užims tą patį tūrį. Atsižvelgiant į tai, kad šio dėsnio griežtai laikomasi idealioms dujoms, dujų, turinčių 6,022 x 1023 molekulių, molis 0 °C temperatūroje ir 1 atmosferos slėgyje užima 22,414 litro tūrį.
Oro ar bet kokių kitų dujinių medžiagų molekulinė masė yra tokia. Tam tikro žinomo dujų tūrio masė nustatoma tam tikruslėgis ir temperatūra. Tada įvedamos tikrų dujų neidealumo pataisos ir naudojant Clapeyron lygtį PV=RT, tūris sumažinamas iki 1 atmosferos ir 0 °C slėgio sąlygų. Be to, žinant tūrį ir masę tokiomis sąlygomis idealios dujos, nesunku apskaičiuoti 22,414 litro tiriamos dujinės medžiagos masę, tai yra, jos molekulinę masę. Taip buvo nustatyta oro molekulinė masė.
Šis metodas suteikia gana tikslias molekulinių masių vertes, kurios kartais naudojamos netgi cheminių junginių atominėms masėms nustatyti. Norint apytiksliai įvertinti molekulinę masę, paprastai manoma, kad dujos yra idealios, ir nedaroma jokių papildomų pataisymų.
Aukščiau pateiktas metodas dažnai naudojamas lakiųjų skysčių molekulinėms masėms nustatyti.
