分子轨道（molecular orbital，缩写MO）是指分子中的电子能级。分子轨道是原子轨道的线性组合，由组成分子的原子轨道相互作用形成。分子轨道根据成键方式可分为成键轨道、反键轨道等。形成分子轨道必须满足三个条件，即原子轨道能级相同或相近、最大重叠以及对称性匹配。其中对称性匹配（即轨道中符号相同的部分相互重叠）是首要条件。分子轨道理论指分子中的单电子波函数，强调了电子的所谓非定域化。分子轨域可以用来表示分子中占有该轨域的电子可能出现的区域，它们描述一个电子在原子核产生的电场中的表现，以及与其他电子的平均分布。根据泡利不相容原理，两个电子占据相同轨域时，必须具有相反的自旋。这个函数可以计算出化学 和物理性质，例如在任意一个特定区域找到电子的几率。分子轨域通常由分子中的个别原子提供的原子轨域、混成轨域，或者其他原子团的分子轨域结合而成，这些可以由哈特里－福克方程或自洽场方法（SCF）量化计算。 发展历史
分子轨道理论（Molecular Orbital，简称MO）最初是由Mulliken和Hund提出，经过Huckel（简单分子轨道理论，简称HMO），Roothaan（自洽场分子轨道理论），福井谦一（前线分子轨道理论，简称FMO），Woodward和Hoffmann（分子轨道对称守恒原理）等众多科学家的不断探索，形成了一套成熟的理论，与价键理论（VB）和配位场理论（LF）一样解决分子结构问题。 分子轨道理论经过半个世纪的迅猛发展，已经成为当代化学键理论的主流。如今多用于共轭分子的性质的研究，量子化学的研究，分子的化学活性和分子间的相互作用的研究，基元化学反应的研究，指导某些复杂有机化合物的合成。