La massa molecolare, che differisce dalla massa molare, (detta anche peso molecolare) di una sostanza è il rapporto tra la massa di una data quantità di quella sostanza e il numero di moli della stessa quantità di quella sostanza e può essere espressa in unità di massa atomica (u.m.a). In alcuni casi, per massa molecolare di una sostanza si intende il rapporto tra la massa di una data quantità di quella sostanza e il numero di entità elementari (ad esempio, molecole) costituenti la stessa quantità di quella sostanza. La costante di conversione tra queste due interpretazioni della massa molecolare è il numero di Avogadro, ovvero il numero di particelle elementari di una sostanza costituenti una mole di quella sostanza (per definizione di mole, il numero di Avogadro è lo stesso per qualsiasi sostanza):

• m [g/N_pe] è la massa molecolare espressa in grammi su numero di particelle elementari;
• m [u] è la massa molecolare espressa in unità di massa atomica;
• N_A è il numero di Avogadro.