Makromolekula je veľká molekula skladajúca sa z mnohonásobne sa opakujúcich štruktúrnych jednotiek, t. j. z niekoľko sto až tisíc atómov spojených kovalentnými väzbami. Spravidla sa udáva, že makromolekula je molekula s molekulovou hmotnosťou väčšou ako 10000, zložená z viac ako 1000 atómov.
Makromolekuly môžu tvoriť nízkomolekulové až vysokomolekulové zlúčeniny. K vysokomolekulovým zlúčeninám patria napr. polyméry, bielkoviny a iné.