Molekylfysikk
Molekylfysikk er studiet av de fysiske egenskapene til molekyler og de kjemiske bindingene mellom atomene som holder dem sammen. Molekylfysikkens viktigste eksperimentelle metoder er ulike former av spektroskopi. Feltet er nært knyttet til atomfysikk og overlapper sterkt med teoretisk kjemi, fysikalsk kjemi og kjemisk fysikk.
Atomer kan ha forskjellige elektroniske energinivå, men molekylene kan rotere og vibrere. Disse rotasjonene og vibrasjoner er også kvantisert og atskilt (diskrete) verdier. Forskjeller i energi er minst mellom rotasjonsenerginivåer, så derfor finnes rotasjonsspekter i det langbølgede infrarøde området (ca. 30-150 µm). Vibrasjonsspekter finnes i det kortbølgede infrarøde området (ca. 1-5 µm) og spekter fra elektronoverganger er vanligvis i det synlige og det ultrafiolette bølgelengdeområdet. Ved å måle rotasjons- og vibrasjonsspekteret fra en samling molekyler kan egenskapene til molekyler beregnes, slik som avstandene mellom atomkjernene og bindingens stivhet.
En viktig del av molekylfysikken er at atomorbitalteorien i atomfysikk kan utvides til molekylorbitalteori i molekylfysikk.