Klíčovým rozdílem mezi lineárními a nelineárními molekulami je, že lineární molekuly mají chemickou strukturu, která je přímá, zatímco nelineární molekuly mají klikatou nebo zesítěnou chemickou strukturu.
Všechny molekuly, které známe, lze rozdělit na dva typy jako lineární molekuly a nelineární molekuly v závislosti na tvaru molekuly. Pokud má chemická struktura molekuly lineární geometrii, která se jeví jako přímka, pak jde o lineární molekulu. Všechny ostatní molekuly jsou kategorizovány jako nelineární molekuly.