分子云（molecular cloud）是星际云的一种，它的密度和大小允许分子──最常见的是氢分子(H2)──的形成。 它的密度高到可以开始产生分子。通常分子云只发射出无线电波长的电磁辐射，而分子云的发现和研究也都是在这个波段进行。

分子云

出现场所

分子云的类型(巨分子云(GMCs) 小分子云 高银纬弥散分子云)

分子云

它是星际分子集结的区域。观测表明，虽然有些星际分子， 如 CO，几乎散布在所有的天区，但大多数星际分子集结成团，形成分子云。分子云通常是暗的，在光学波段看不见 ，温度典型值为20K，平均密度102～104个分子厘米3，中央的密度可达106个分子厘米3，质量一般为 104 ～107太阳质量 ，云内有足够的尘埃屏蔽星光中的紫外线，使分子免遭破坏 。在猎户星云后面有一个巨大的分子云，它是离太阳最近的分子云之一，由小而密的核心以及延伸的低密度云两部分组成。前者的直径为0.15秒差距，密度为 105个分子厘米3，质量为5个太阳质量；后者的直径至少为 10秒差距，极大密度为103个分子厘米3，质量达104太阳质量。被认为是正在形成的恒星的BN天体就在猎户分子云中间，BN 天体附近还有另一个红外源，可能也包括年轻恒星或者正在形成中的恒星。

出现场所

在我们自己的银河系中，分子气体在星际介质中占不到百分之一的体积，但它依然是在太阳环绕银河中心公转轨道以内最密集，并且占有大约一半质量的气体。这些分子气体大多在距离银河中心3.5至7.5千秒差距的环形区域中(太阳距离中心大约是8.5千秒差距)。对本星系的大尺度一氧化碳成图表明，这种气体出现的位置和本星系的旋臂相关。这些分子气体主要出现在旋臂上，表明分子云形成和消散的时间应该少于一千万年，因为这是物质穿越旋臂所要花费的时间。

在垂直方向上，分子气体位于厚度大约在50–75 秒差距的狭窄的银河盘面中层，比同属于ISM的温暖的原子云(Z=130-400pc)和热的电离气体(Z=1000pc)薄许多。[5]在电离气体的空间分布中，电离氢区的分布是一个例外。电离氢区是在分子云中被年轻的大质量恒星强烈辐射激发所形成的热离子气泡，在垂直方向上分布的厚度与分子气体相近。

分子气体的在大尺度上的分布是平滑的，但小尺度上的分布极不规则，大多集中于孤立的分子云和分子云复合体之中。[

分子云的类型

巨分子云(GMCs)

巨分子云是大量分子气体的集合体，质量介于104–106倍太阳质量。云气的直径可以达到数十个秒差距，密度则在每立方厘米102–103个粒子(在太阳附近是平均每立方厘米一个粒子)。在这些云气内的次结构有复杂的形式，包括丝状体、片状、气泡和不规则的团块等。

密度最高的丝状体和团块部分称为“分子云核”，而密度最高的分子云核，就称为“稠密分子云核”，密度可以高达每立方厘米104–106个粒子。在观测上，可以用一氧化碳搜寻分子云核，用氨搜寻稠密分子云核。集中在分子云核的尘埃会阻挡背景的星光，造成星际消光的效果形成暗星云。

我们“本地”的巨分子云通常在其所在天区的星座范围内占有明显的位置，因此经常会用星座命名，例如猎户座分子云(OMC)或是金牛座分子云(TMC)。这些分子云围绕着太阳成为一个环形的阵列，称为古尔德带。在银河系内质量最大的分子云是人马座B2，在距离银河中心120秒差距处形成一道环。人马座的区域含有丰富的化学元素，是天文学家在星际空间中寻找新分子的良好标本。

小分子云

孤立的、引力束缚的，质量在数百个太阳质量以下的小分子云称为包克球。在这种小分子云中密度最高的区域与在巨分子云的分子云核等价，因此常出现在同样研究之中。

高银纬弥散分子云

在1984年，红外线天文卫星IRAS（IRAS）证认了一种新型的弥散分子云。 这些弥散成丝状的云在高银纬的地区(离开银河盘面的空间)可观测到，云气中每立方厘米大约有30颗粒子。