Kluczowa różnica między cząsteczkami liniowymi i nieliniowymi polega na tym, że cząsteczki liniowe mają strukturę chemiczną, która jest w linii prostej, podczas gdy cząsteczki nieliniowe mają strukturę chemiczną zygzakowatą lub usieciowaną.
Wszystkie znane nam cząsteczki można podzielić na dwa typy jako cząsteczki liniowe i cząsteczki nieliniowe w zależności od kształtu cząsteczki. Jeśli struktura chemiczna cząsteczki ma geometrię liniową, która wydaje się być linią prostą, to jest to cząsteczka liniowa. Wszystkie inne cząsteczki są klasyfikowane jako cząsteczki nieliniowe.