El término macromolécula se usa ambiguamente para significar una molécula compuesta por cualquier «gran número» de átomos, pero cada vez más se entiende que significa solo aquellas moléculas compuestas por al menos 100 átomos. Las macromoléculas también se pueden denominar de forma menos específica polímeros.
La mayor parte de las macromoléculas se encuentran en biología y bioquímica, en forma de largas cadenas de proteínas y ácidos nucleicos como el ADN. Esta clase de moléculas a veces se denomina biomacromoléculas o biopolímeros.
Es raro ver que un metal o cristal se denomine macromolécula, incluso en los casos en que se encuentran unidos entre sí más de cien átomos. Más comúnmente, el término se aplica a los plásticos, donde hay innumerables ejemplos de este tipo.
Las macromoléculas no son simplemente una distinción arbitraria, ya que exhiben muchas propiedades físicas que las distinguen de las moléculas comunes. Una propiedad particularmente interesante es su incapacidad para disolverse en solución sin una ayuda externa (en forma de iones o sales, por ejemplo). Otro es su tendencia a romperse fácilmente, lo que a menudo conduce a suposiciones erróneas, como la afirmación en la década de 1950 de que el ADN nunca podría tener más de 5,000 pares de bases. Aunque ahora sabemos que esto es terriblemente incorrecto (las hebras de ADN pueden tener decenas de millones de pares de bases), en ese momento los científicos estaban rompiendo las cadenas de ADN cada vez que las ponían bajo un microscopio.
Las partes constituyentes de una macromolécula se conocen como monómeros. Prácticamente todas las macromoléculas se crean a partir de un conjunto muy pequeño de solo unos cincuenta monómeros. Sin embargo, al estar enlazado en diferentes configuraciones, este pequeño conjunto produce una variedad extremadamente grande de macromoléculas.
Muchas de las diferencias entre organismos pueden atribuirse a las diferentes configuraciones de macromoléculas dentro del organismo. Dentro de un solo organismo, puede haber incluso grandes diferencias entre las distintas macromoléculas.
En el uso, «macromolécula» también puede referirse a agregados de múltiples macromoléculas, que producen en esencia super-macromoléculas. Estas macromoléculas se mantienen unidas no por enlaces químicos, sino por fuerzas intermoleculares. Propiamente, uno podría referirse a estas combinaciones como complejos de macromoléculas y a los componentes constituyentes como subunidades.