In chimica e biologia, una macromolecola è definita come una molecola con un numero molto grande di atomi. Le macromolecole hanno tipicamente più di 100 atomi componenti. Le macromolecole presentano proprietà molto diverse dalle molecole più piccole, comprese le loro subunità, quando applicabile.
Al contrario, una micromolecola è una molecola che ha dimensioni ridotte e peso molecolare.
Il termine macromolecola fu coniato dal premio Nobel Hermann Staudinger negli anni '20. A quel tempo, il termine "polimero" aveva un significato diverso rispetto a oggi, altrimenti sarebbe potuto diventare la parola preferita.
La maggior parte dei polimeri sono macromolecole e molte molecole biochimiche sono macromolecole. I polimeri sono costituiti da subunità, chiamate mers, che sono covalentemente collegate per formare strutture più grandi. Proteine, DNA, RNA e materie plastiche sono tutte macromolecole. Molti carboidrati e lipidi sono macromolecole. I nanotubi di carbonio sono un esempio di macromolecola che non è un materiale biologico.