Estes sólidos são constituídos por moléculas qe se encontram ligadas entre si através de ligações intermoleculares. O gelo, o iodo e o enxofre são alguns exemplos de estruturas que pertencem a esta classe de sólidos.
Os sólidos moleculares apresentam pontos de fusão e pontos de ebulição relativamente baixos, porque as ligações intermoleculares que unem as suas moléculas são relativamente frágeis, quebrando-se com alguma facilidade.
Alguns deles podem mesmo sublimar, por aquecimento, isto é, podem passar diretamente do estado sólido para o estado gasoso, como é o caso do iodo.
Também a água, quando passa ao estado sólido, ficando na forma de gelo, dá origem a um cristal molecular. Neste caso específico, forma-se uma estrutura tridimensional muito aberta, em que cada molécula de água, interactua com três outras moléculas, através de legações intermoleculares específicas, que se chamam ligações por ponte de hidrogénio ou simplesmente ligações de hidrogénio.
Quando o gelo funde, algumas destas ligações são quebradas e as moléculas aproximam-se umas das outras, ocorrendo uma diminuição de volume. É por esta razão, que o gelo é menos denso do que a água no estado líquido e por isso, o gelo flutua sobre a água, ao contrário do que geralmente acontece, em que o sólido é mais denso que o líquido.
