Molekulmassi väljendatakse aine molekuli moodustavate aatomite masside summana. Tavaliselt väljendatakse seda a.u.m, (aatommassi ühikutes), mida mõnikord nimetatakse ka d altoniks ja tähistatakse D-ga. 1 a.m.u. täna aktsepteeritakse 1/12 süsinikuaatomi C12 massist, mis massiühikutes on 1, 66057.10-27 kg.
Seega näitab vesiniku aatommass 1, et vesinikuaatom H1 on 12 korda kergem süsinikuaatomist C12. Korrutades keemilise ühendi molekulmassi 1-ga, 66057.10-27, saame molekuli massi väärtuse kilogrammides.
Praktikas kasutavad nad aga mugavamat väärtust Mot=M/D, kus M on molekuli mass samades massiühikutes kui D. Hapniku molekulmass süsinikuühikutes on 16 x 2=32 (hapniku molekul on kaheaatomiline). Samamoodi arvutatakse keemilistes arvutustes ka teiste ühendite molekulmassid. Vesiniku molekulmass, milles molekul on samuti kaheaatomiline, on vastav alt 2 x 1=2.
Molekulmass on molekuli keskmise massi tunnus, see võtab arvesse kõigi antud keemilist ainet moodustavate elementide isotoopkoostist. Seda indikaatorit saab määrata ka mitme aine segule, mille koostis on teada. Eelkõige võib õhu molekulmassiks võtta 29.
Varem kasutati keemias grammi-molekuli mõistet. Tänapäeval on see mõiste asendatud mooliga – aine kogusega, mis sisaldab osakeste (molekulide, aatomite, ioonide) arvu, mis on võrdne Avogadro konstandiga (6,022 x 1023). Tänaseni kasutatakse traditsiooniliselt ka terminit molaarne (molekulmass). Kuid erinev alt kaalust, mis sõltub geograafilistest koordinaatidest, on mass konstantne parameeter, seega on siiski õigem kasutada seda mõistet.
Õhu, nagu ka teiste gaaside, molekulmassi saab määrata Avogadro seaduse abil. See seadus ütleb, et samadel tingimustel on samas mahus gaasides sama arv molekule. Selle tulemusena hõivab gaasimool teatud temperatuuril ja rõhul sama mahu. Arvestades, et ideaalsete gaaside puhul järgitakse seda seadust rangelt, hõivab 6,022 x 1023 molekuli sisaldava gaasi mool temperatuuril 0 °C ja rõhul 1 atmosfäär, mille maht on 22,414 liitrit.
Õhu või muude gaasiliste ainete molekulmass on järgmine. Mõne teadaoleva ruumala gaasi mass määratakse teatudrõhk ja temperatuur. Seejärel tehakse parandused tegeliku gaasi mitteideaalsuse jaoks ja kasutades Clapeyroni võrrandit PV=RT, vähendatakse ruumala rõhutingimusteni 1 atmosfäär ja 0 °C. Lisaks, teades ruumala ja massi nendes tingimustes ideaalne gaas, on lihtne arvutada uuritava gaasilise aine 22,414 liitri mass, see tähendab selle molekulmass. Nii määrati õhu molekulmass.
See meetod annab molekulmasside üsna täpsed väärtused, mida mõnikord kasutatakse isegi keemiliste ühendite aatommasside määramiseks. Molekulmassi ligikaudseks hinnanguks eeldatakse, et gaas on tavaliselt ideaalne ja täiendavaid parandusi ei tehta.
Eespool kirjeldatud meetodit kasutatakse sageli lenduvate vedelike molekulmasside määramiseks.
