Hay sustancias cuya temperatura de fusión es relativamente baja, como el azúcar y la parafina. Estas sustancias, a diferencia de las que forman redes, tienen una estructura interna formada por agrupaciones de unos cuantos átomos llamadas moléculas. A estas sustancias se les llama moleculares. Las interacciones que se presentan en las sustancias moleculares y que hacen que estas se formen son tan fuertes como las interacciones que se presentan en las redes; sin embargo, estas se dan entre un menor número de átomos. Además, el modelo que explica la formación de las moléculas se basa en suponer que los átomos comparten sus electrones de valencia. Dicho modelo se conoce como enlace covalente. Esta idea de compartir explica por qué las sustancias moleculares no conducen la corriente eléctrica. A pesar de ello, lo que determina la temperatura de fusión y ebullición de la sustancia es la fuerza de atracción entre una molécula y la otra. Por ejemplo, una molécula de azúcar interacciona con otra molécula de azúcar y la intensidad de esta interacción determina las temperaturas de fusión y ebullición. Esta unión entre los miles de millones de moléculas que forman una sustancia molecular es, en general, menos fuerte que la lograda en las redes y entre los átomos que forman a las moléculas. También en este caso las atracciones entre las moléculas son distintas para cada sustancia.
La parafina y el azúcar tienen temperaturas de fusión diferentes, pero como ninguna conduce la corriente eléctrica no es posible explicar el tipo de interacción entre ellas con base en las cargas eléctricas.
Lo mismo que pasa con la temperatura de fusión ocurre con la de ebullición. En el líquido las moléculas tienen una mayor movilidad y se pierde la estructura definida que tenían en el sólido. La temperatura de ebullición de las sustancias depende de la intensidad de la interacción entre los iones, los átomos o las moléculas.
