Unter dem Begriff Makromolekül wird mehrdeutig ein Molekül verstanden, das aus einer beliebigen „großen Anzahl“ von Atomen besteht, aber immer mehr werden darunter nur solche Moleküle verstanden, die aus mindestens 100 Atomen bestehen. Makromoleküle können auch weniger speziell als Polymere bezeichnet werden.
Der Großteil der Makromoleküle findet sich in der Biologie und Biochemie in Form langer Proteinketten und Nukleinsäuren wie DNA. Diese Molekülklasse wird manchmal als Biomakromoleküle oder Biopolymere bezeichnet.
Es kommt selten vor, dass ein Metall oder Kristall als Makromolekül bezeichnet wird, selbst wenn mehr als hundert Atome miteinander verbunden sind. Häufiger wird der Begriff auf Kunststoffe angewendet, wo es unzählige Beispiele für diesen Typ gibt.
Makromoleküle sind nicht einfach eine willkürliche Unterscheidung, da sie viele physikalische Eigenschaften aufweisen, die sie von gewöhnlichen Molekülen unterscheiden. Eine besonders interessante Eigenschaft ist ihre Unfähigkeit, sich ohne fremde Hilfe (zB in Form von Ionen oder Salzen) in Lösung zu lösen. Eine andere ist ihre Neigung, leicht zu brechen, was oft zu falschen Annahmen führt, wie etwa in den 1950er Jahren, dass DNA niemals länger als 5,000 Basenpaare sein könnte. Obwohl wir heute wissen, dass dies schrecklich falsch ist (DNA-Stränge können mehrere Dutzend Millionen Basenpaare umfassen), brachen Wissenschaftler zu dieser Zeit die DNA-Ketten jedes Mal, wenn sie sie unter ein Mikroskop brachten.
Die Bestandteile eines Makromoleküls werden als Monomere bezeichnet. Praktisch alle Makromoleküle werden aus einer sehr kleinen Menge von nur etwa fünfzig Monomeren hergestellt. Durch die Verknüpfung in verschiedenen Konfigurationen ergibt dieser kleine Satz jedoch eine extrem große Vielfalt an Makromolekülen.
Viele der Unterschiede zwischen Organismen können auf die unterschiedlichen Konfigurationen von Makromolekülen innerhalb des Organismus zurückgeführt werden. Innerhalb eines einzelnen Organismus kann es sogar große Unterschiede zwischen den verschiedenen Makromolekülen geben.
Im Gebrauch kann sich „Makromolekül“ auch auf Aggregate mehrerer Makromoleküle beziehen, die im Wesentlichen Supermakromoleküle erzeugen. Diese Makromoleküle werden nicht durch chemische Bindungen zusammengehalten, sondern durch intermolekulare Kräfte. Eigentlich würde man diese Kombinationen als Makromolekülkomplexe bezeichnen und die konstituierenden Komponenten als Untereinheiten.