Molekul unsur adalah molekul atau kumpulan atom-atom yang berasal dari unsur yang sama. Secara umum, molekul adalah kumpulan dari beberapa atom, dua atau lebih atom, yang terikat secara kimia. Contoh molekul unsur adalah gas oksigen yang memiliki rumus O2, berasal dari atom unsur yang sama, yaitu atom unsur oksigen, O.