Molekularsieb (oder auch kurz Molsieb) ist die funktionelle Bezeichnung für natürliche und synthetische Zeolithe oder andere Stoffe, die eine hohe Adsorptionskapazität für Gase, Dämpfe und gelöste Stoffe mit bestimmten Molekülgrößen haben. Durch eine geeignete Wahl des Molekularsiebes ist es möglich, Moleküle verschiedener Größen zu trennen. Neben Zeolithen gibt es auch Kohlenstoffmolekularsiebe (engl. carbon molecular sieve oder molecular sieving carbon). Einerseits sind diese prozessbedingt noch etwas teurer, andererseits können diese während der Pyrolyse für eine bestimmte Trennung spezialisiert werden.