Empiirisestä kaavasta saadaan vasta alkuaineiden lukumäärien suhteet. Molekyylikaava osoittaa, kuinka monta kappaletta kutakin alkuaineatomia molekyylissä on. Molekyylikaavan määrittämisessä voi olla monta apua, eli molekyylikaavan mukaisen molekyylin moolimassa määritetään esim. (1) massaspektrometrialla. Massaspektri antaa suoraan tiedon tai se on pääteltävä spektripiikeistä (kts. teoria). Molekyylikaavan määrittämisessä voi auttaa myös (2) tieto molekyylin reaktioista, esim. vihjaus siitä, että kyseinen molekyyli reagoidessaan alkoholin kanssa reaktiotuotteeksi saadaan joku esteri. Tämä kertoo, että lähtöaine on karboksyylihappo (jolla on molekyylissä vähnitään kaksi happiatomia).