Molekyylimassa ilmaistaan aineen molekyylin muodostavien atomien massojen summana. Yleensä se ilmaistaan a.u.m, (atomimassayksiköinä), joskus kutsutaan myös d altoniksi ja merkitään D:llä. tänään hyväksytään 1/12 hiiliatomin C12 massasta, joka massayksiköissä on 1, 66057.10-27 kg.
Siten vedyn atomimassa, joka on yhtä suuri kuin 1, osoittaa, että vetyatomi H1 on 12 kertaa kevyempi kuin hiiliatomi C12. Kun kemiallisen yhdisteen molekyylipaino kerrotaan luvulla 1, 66057.10-27, saadaan molekyylin massan arvo kilogrammoina.
Käytännössä he käyttävät kuitenkin kätevämpää arvoa Mot=M/D, jossa M on molekyylin massa samoissa massayksiköissä kuin D. Hapen molekyylimassa ilmaistuna hiiliyksiköissä on 16 x 2=32 (happimolekyyli on kaksiatominen). Samalla tavalla kemiallisissa laskelmissa lasketaan myös muiden yhdisteiden molekyylipainot. Vedyn, jossa molekyyli on myös kaksiatominen, molekyylipaino on vastaavasti 2 x 1=2.
Molekyylipaino on molekyylin keskimääräisen massan ominaisuus, se ottaa huomioon kaikkien tietyn kemiallisen aineen muodostavien alkuaineiden isotooppisen koostumuksen. Tämä indikaattori voidaan määrittää myös useiden aineiden seokselle, jonka koostumus tunnetaan. Erityisesti ilman molekyylipainoksi voidaan ottaa 29.
Aiemmin kemiassa käytettiin gram-molekyylin käsitettä. Nykyään tämä käsite on korvattu moolilla - aineen määrällä, joka sisältää Avogadron vakion (6,022 x 1023) määrän hiukkasia (molekyylejä, atomeja, ioneja). Tähän asti termiä "moolimassa (molekyylipaino)" on myös perinteisesti käytetty. Mutta toisin kuin paino, joka riippuu maantieteellisistä koordinaateista, massa on vakio parametri, joten on silti oikein käyttää tätä käsitettä.
Ilman, kuten muidenkin kaasujen, molekyylipaino voidaan selvittää Avogadron lain avulla. Tämä laki sanoo, että samoissa olosuhteissa samoissa kaasutilavuuksissa on sama määrä molekyylejä. Seurauksena on, että tietyssä lämpötilassa ja paineessa mooli kaasua vie saman tilavuuden. Ottaen huomioon, että tätä lakia noudatetaan tiukasti ihanteellisille kaasuille, yksi mooli kaasua, joka sisältää 6,022 x 1023 molekyylejä, on 0 °C:ssa ja 1 ilmakehän paineessa, jonka tilavuus vastaa 22,414 litraa.
Ilman tai minkä tahansa muun kaasumaisen aineen molekyylipaino on seuraava. Tietyn tilavuuden kaasun massa määritetään tietylläpaine ja lämpötila. Sitten tehdään korjauksia todellisen kaasun ei-ideaalisuuteen, ja käyttämällä Clapeyron-yhtälöä PV=RT, tilavuus pienennetään paineolosuhteisiin 1 ilmakehä ja 0 °C. Lisäksi, kun tiedetään tilavuus ja massa näissä olosuhteissa, ihanteellinen kaasu, on helppo laskea tutkitun kaasumaisen aineen 22,414 litran massa, eli sen molekyylipaino. Näin määritettiin ilman molekyylipaino.
Tämä menetelmä antaa melko tarkat molekyylipainoarvot, joita joskus käytetään jopa kemiallisten yhdisteiden atomipainojen määrittämiseen. Molekyylipainon karkeaa arvioita varten kaasun oletetaan yleensä olevan ihanteellinen, eikä lisäkorjauksia tehdä.
Yllä olevaa menetelmää käytetään usein haihtuvien nesteiden molekyylipainojen määrittämiseen.
