Molekül geometrileri, atomların üç boyutlu uzaydaki dizilişine göre belirlenir ve molekülün fiziksel ve kimyasal özelliklerini etkiler. Bazı molekül geometrileri: Doğrusal (lineer). Üçgen düzlemsel. Düzgün dörtyüzlü (tetrahedral). Üçgen bipiramidal. Düzgün sekiz yüzlü (oktahedral). Molekül geometrisini belirlemek için VSEPR (Değerlik Kabuğu Elektron Çiftleri İtmesi) teorisi, valens bağ teorisi ve molekül orbital teorisi gibi farklı kuramlar kullanılır.