En chimie, l'histoire du concept de molécule retrace les origines du concept ou de l'idée de l'existence, dans la nature, d'une structure formée par la liaison de deux atomes ou plus, selon lesquels les structures de l'Univers sont établies. En ce sens, le concept d'objets fondamentaux semblable aux concepts modernes de molécule et d'atome trouve ses origines au Ve siècle av. J.-C. avec le philosophe grec Leucippe qui soutenait le fait que tout l'Univers se compose d'atomes et de vides. Cette idée sera développée plus tard, vers 450 av. J.-C. par le philosophe grec Empédocle, qui fonde la théorie des quatre éléments : le feu, l'air, l'eau, la terre, ainsi que les forces qui leur sont associées : l'attraction et la répulsion. Sur la base de ce raisonnement (alors purement philosophique), de nombreux scientifiques spéculeront tout au long de l'histoire sur la manière dont les éléments ou les atomes peuvent interagir entre eux en un système cohérent.
Le mot dérive du latin scientifique molecula, diminutif de mole (« masse ») et entre en français sous la plume de Pierre Le Gallois, en 1674, dans Conversations tirées de l'Académie de M. l'abbé Bourdelot, contenant diverses recherches et observations physiques avec le sens initial de « très petite partie d'un corps ».
Au cours du Moyen Âge, c'est-à-dire de 500 à 1500, on observe un déclin général ou un frein dans le développement scientifique en Occident, ce qui est à mettre en parallèle avec certaines objections de l'Église chrétienne et un déclin global de la civilisation dans son ensemble.
Cependant, la période allant du dix au douzième siècle montre une période d'activité avec les écrits de Maïmonide, Thierry de Chartres, et Guillaume de Conches. Ces philosophes, bien qu'acceptant l'enseignement de base des écritures théologiques, font revivre les anciennes théories atomiques de manière à fournir une interprétation scientifique de la Création et de la structure du monde.
Maïmonide, par exemple, s'est principalement fondé sur la science d'Aristote et a essayé de réconcilier les philosophies du Talmud avec l'alchimie. Thierry de Chartres, suivant la logique des théories des quatre éléments, explique les raisons pour lesquelles la terre et l'eau, étant plus lourds, ont pris une position centrale en structures, tandis que l'air et le feu, étant plus légers, ont pris une position externe. De même, Guillaume de Conches, étant un partisan de la théorie des quatre éléments, clame que les éléments ont été divinement créés, pendant la genèse du monde, mais qu'ils sont maintenant soumis aux lois de la Nature. Il considère les atomes comme des particules « simples et extrêmement petites par lesquelles, selon leur juxtaposition, toutes les choses du monde physique ont été formées et dont les qualités ont été produites ». Après 1450, avec l'invention de l'imprimerie par Gutenberg, la pensée scientifique va commencer à s'accélérer.