جرم مولکولی به صورت مجموع جرم اتم هایی که مولکول یک ماده را تشکیل می دهند بیان می شود. معمولاً در a.u.m.، (واحد جرم اتمی) بیان می‌شود، که گاهی دالتون نیز نامیده می‌شود و با D نشان داده می‌شود. برای 1 a.m.u. امروزه 1/12 از جرم C12 اتم کربن پذیرفته شده است که در واحد جرم برابر با 1, 66057.10-27 کیلوگرم است.
بنابراین، جرم اتمی هیدروژن برابر با 1 نشان می دهد که اتم هیدروژن H1 12 برابر سبک تر از اتم کربن C12 است.. با ضرب وزن مولکولی یک ترکیب شیمیایی در 1، 66057.10-27، مقدار جرم مولکول را بر حسب کیلوگرم به دست می آوریم.
، با این حال، در عمل از یک مقدار راحت تر Mot=M/D استفاده می کنند، که در آن M جرم مولکول در واحدهای جرمی مشابه D است. جرم مولکولی اکسیژن، که بر حسب واحد کربن بیان می شود، برابر است با 16 x 2=32 (مولکول اکسیژن دو اتمی است). به همین ترتیب در محاسبات شیمیایی، وزن مولکولی سایر ترکیبات نیز محاسبه می شود. وزن مولکولی هیدروژن، که در آن مولکول نیز دو اتمی است، به ترتیب 2 x 1=2 است.
وزن مولکولی مشخصه جرم متوسط یک مولکول است، ترکیب ایزوتوپی همه عناصر تشکیل دهنده یک ماده شیمیایی معین را در نظر می گیرد. این شاخص را می توان برای مخلوطی از چندین ماده که ترکیب آنها مشخص است نیز تعیین کرد. به طور خاص، وزن مولکولی هوا را می توان 29 در نظر گرفت.
پیش از این در شیمی از مفهوم یک مولکول گرم استفاده می شد. امروزه، این مفهوم با یک مول جایگزین شده است - مقدار یک ماده حاوی تعداد ذرات (مولکول، اتم، یون) برابر با ثابت آووگادرو (6.022 x 1023). تا به امروز، اصطلاح "وزن مولکولی" نیز به طور سنتی استفاده می شود. اما، برخلاف وزن، که به مختصات جغرافیایی بستگی دارد، جرم یک پارامتر ثابت است، بنابراین استفاده از این مفهوم همچنان صحیح‌تر است.
وزن مولکولی هوا مانند سایر گازها را می توان با استفاده از قانون آووگادرو یافت. این قانون بیان می کند که در شرایط یکسان در همان حجم گازها تعداد مولکول های یکسانی وجود دارد. در نتیجه در دما و فشار معین، یک مول گاز همان حجم را اشغال می کند. با توجه به اینکه این قانون به شدت برای گازهای ایده آل رعایت می شود، یک مول گاز حاوی مولکول های 6.022×1023 در دمای 0 درجه سانتی گراد و فشار 1 اتمسفر حجمی برابر با 22.414 لیتر اشغال می کند.
وزن مولکولی هوا یا هر ماده گازی دیگر به شرح زیر است. جرم برخی از حجم شناخته شده گاز در معینی تعیین می شودفشار و دما سپس اصلاحاتی برای غیر ایده آل بودن گاز واقعی ارائه می شود و با استفاده از معادله کلاپیرون PV=RT، حجم به شرایط فشار 1 اتمسفر و 0 درجه سانتی گراد کاهش می یابد. علاوه بر این، دانستن حجم و جرم در این شرایط برای یک گاز ایده آل، محاسبه جرم 22.414 لیتر از ماده گازی مورد مطالعه، یعنی وزن مولکولی آن آسان است. به این ترتیب وزن مولکولی هوا تعیین شد.
این روش مقادیر نسبتاً دقیقی از وزن‌های مولکولی به دست می‌دهد که گاهی حتی برای تعیین وزن اتمی ترکیبات شیمیایی نیز استفاده می‌شود. برای تخمین تقریبی وزن مولکولی، گاز معمولاً ایده‌آل در نظر گرفته می‌شود و هیچ تصحیح اضافی انجام نمی‌شود.
روش فوق اغلب برای تعیین وزن مولکولی مایعات فرار استفاده می شود.
