分子物理学（molecular physics）是研究分子结构、分子物理性质和分子间相互作用的物理学分支。从微观的角度，研究分子的几何结构和分子的能级结构，分子间的相互作用，这是物质结构研究的重要组成部分；从宏观的角度，研究大量分子组成的系统所遵循的运动规律，这部分称为分子动理论。在上述理论研究基础上，研究气体、液体和固体的理化特性亦是分子物理学的主要内容。它与物理学的其他分支，如原子物理学、凝聚态物理学、天体物理学等以及化学都有密切的关系。

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