Perbedaan utama antara molekul linier dan nonlinier adalah bahwa molekul linier memiliki struktur kimia yang berada dalam garis lurus sedangkan molekul nonlinier memiliki struktur kimia zig-zag atau ikatan silang.
Semua molekul yang kita ketahui dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu molekul linier dan molekul nonlinier tergantung dari bentuk molekulnya. Jika struktur kimia suatu molekul memiliki geometri linier, yang tampak seperti garis lurus, maka ia adalah molekul linier. Semua molekul lain dikategorikan sebagai molekul nonlinier.