Kľúčovým rozdielom medzi lineárnymi a nelineárnymi molekulami je, že lineárne molekuly majú chemickú štruktúru, ktorá je v priamke, zatiaľ čo nelineárne molekuly majú cik-cak alebo zosieťovanú chemickú štruktúru.
Všetky molekuly, ktoré poznáme, je možné rozdeliť na dva typy ako lineárne molekuly a nelineárne molekuly v závislosti od tvaru molekuly. Ak má chemická štruktúra molekuly lineárnu geometriu, ktorá sa javí ako priamka, potom ide o lineárnu molekulu. Všetky ostatné molekuly sú kategorizované ako nelineárne molekuly.