In der Chemie und Biologie wird ein Makromolekül als Molekül mit einer sehr großen Anzahl von Atomen definiert. Makromoleküle weisen typischerweise mehr als 100 Komponentenatome auf. Makromoleküle weisen sehr unterschiedliche Eigenschaften auf als kleinere Moleküle, gegebenenfalls einschließlich ihrer Untereinheiten.
Im Gegensatz dazu ist ein Mikromolekül ein Molekül, das eine geringe Größe und ein geringes Molekulargewicht aufweist.
Der Begriff Makromolekül wurde in den 1920er Jahren von Nobelpreisträger Hermann Staudinger geprägt. Zu dieser Zeit hatte der Begriff "Polymer" eine andere Bedeutung als heute, oder er könnte das bevorzugte Wort geworden sein.
Die meisten Polymere sind Makromoleküle und viele biochemische Moleküle sind Makromoleküle. Polymere bestehen aus Untereinheiten, sogenannten Meren, die kovalent zu größeren Strukturen verknüpft sind. Proteine, DNA, RNA und Kunststoffe sind Makromoleküle. Viele Kohlenhydrate und Lipide sind Makromoleküle. Kohlenstoffnanoröhren sind ein Beispiel für ein Makromolekül, das kein biologisches Material ist.