La fórmula molecular es un tipo de fórmula química que expresa el número real de átomos que forman una molécula ^[1]​. Una fórmula molecular se compone de símbolos y subíndices numéricos; los símbolos corresponden a los elementos que forman el compuesto químico representado y los subíndices son la cantidad de átomos presentes de cada elemento en el compuesto. Así, por ejemplo, una molécula de ácido sulfúrico, descrita por la fórmula molecular H₂SO₄ posee dos átomos de hidrógeno, un átomo de azufre y cuatro átomos de oxígeno. El término se usa para diferenciar otras formas de representación de estructuras químicas, como la fórmula desarrollada o la fórmula esqueletal. La fórmula molecular se utiliza para la representación de los compuestos inorgánicos y en las ecuaciones químicas. También es útil en el cálculo de los pesos moleculares.

En un sentido estricto, varios compuestos iónicos, como el carbono o el cloruro de sodio o sal común no pueden ser representados por una fórmula molecular ya que no es posible distinguir átomos o moléculas independientes y por ello, solo es posible hablar de fórmula empírica. Ejemplo: NaCl es la fórmula mínima del cloruro de sodio, constituido por iones positivos (Na+) e iones negativos (Cl-) formando una red cristalina tridimensional.