Молекулярна хмара – тип міжзоряної хмари, в якій щільність водню досить висока, а температура досить низька для утворення молекул водню H2 .
Через деякий час така хмара стискається і згущується під впливом власного гравітаційного поля . Цей процес супроводжується підвищенням температури.
Якщо маса хмари досить велика, температура, що виділяється в результаті колапсу, досягає достатнього значення для початку протон-протонної ядерної реакції. Так народжуються зірки в молекулярних хмарах.