מסה מולקולרית מתבטאת כסכום המסות של האטומים המרכיבים את המולקולה של חומר. בדרך כלל הוא מתבטא ב-a.u.m., (יחידות מסה אטומית), לפעמים נקרא גם דלתון ומסומן ב-D. For 1 am.u. כיום מקובל 1/12 מהמסה של C12 של אטום פחמן, שביחידות מסה הוא 1, 66057.10-27 ק ג.
לכן, המסה האטומית של מימן השווה ל-1 מראה שאטום המימן H1 קל פי 12 מאטום הפחמן C12. הכפלת המשקל המולקולרי של תרכובת כימית ב-1, 66057.10-27, נקבל את ערך המסה של המולקולה בקילוגרמים.
עם זאת,
בפועל, הם משתמשים בערך נוח יותר Mot=M/D, כאשר M היא המסה של המולקולה באותן יחידות מסה כמו D. המסה המולקולרית של חמצן, המבוטאת ביחידות פחמן, היא 16 x 2=32 (מולקולת החמצן היא דו-אטומית). באותו אופן, בחישובים כימיים מחושבים גם המשקלים המולקולריים של תרכובות אחרות. המשקל המולקולרי של מימן, שבו המולקולה היא גם דיאטומית, הוא, בהתאמה, 2 x 1=2.
משקל מולקולרי הוא מאפיין של המסה הממוצעת של מולקולה, הוא לוקח בחשבון את ההרכב האיזוטופי של כל היסודות היוצרים חומר כימי נתון. אינדיקטור זה יכול להיקבע גם עבור תערובת של מספר חומרים שהרכבם ידוע. במיוחד, ניתן לקחת את המשקל המולקולרי של האוויר כ-29.
קודם לכן בכימיה, נעשה שימוש במושג של מולקולת גרם. כיום, המושג הזה הוחלף בשומה - כמות החומר המכיל את מספר החלקיקים (מולקולות, אטומים, יונים) השווה לקבוע אבוגדרו (6.022 x 1023). עד היום נעשה שימוש מסורתי גם במונח משקל מולרי (מולקולרי). אבל, בניגוד למשקל, שתלוי בקואורדינטות גיאוגרפיות, מסה היא פרמטר קבוע, ולכן עדיין נכון יותר להשתמש במושג הזה.
את המשקל המולקולרי של האוויר, כמו גזים אחרים, ניתן למצוא באמצעות חוק אבוגדרו. חוק זה קובע שבאותם תנאים באותם נפחי גזים יש את אותו מספר של מולקולות. כתוצאה מכך, בטמפרטורה ולחץ מסוימים, שומה של גז תתפוס את אותו נפח. בהתחשב בכך שחוק זה נשמר בקפדנות לגבי גזים אידיאליים, מולקולות של שומה של גז המכילה 6.022 x 1023 מולקולות תופסת ב-0 מעלות צלזיוס ובלחץ של 1 אטמוספירה נפח השווה ל-22.414 ליטר.
המשקל המולקולרי של אוויר או כל חומר גזי אחר הוא כדלקמן. המסה של נפח ידוע כלשהו של גז נקבעת בוודאותלחץ וטמפרטורה. לאחר מכן, מוצגים תיקונים לאי-אידיאליות של הגז האמיתי, ובאמצעות משוואת Clapeyron PV=RT, הנפח מצטמצם לתנאי לחץ של 1 אטמוספירה ו-0 מעלות צלזיוס. יתר על כן, לדעת את הנפח והמסה בתנאים אלה עבור גז אידיאלי, קל לחשב את המסה של 22.414 ליטר של החומר הגז הנחקר, כלומר, המשקל המולקולרי שלו. כך נקבע המשקל המולקולרי של האוויר.
שיטה זו נותנת ערכים מדויקים למדי של משקלים מולקולריים, המשמשים לעתים אפילו לקביעת המשקלים האטומיים של תרכובות כימיות. להערכה גסה של המשקל המולקולרי, בדרך כלל מניחים שהגז הוא אידיאלי, ולא מתבצעים תיקונים נוספים.
השיטה שלעיל משמשת לעתים קרובות לקביעת המשקלים המולקולריים של נוזלים נדיפים.
