MOLファイルは化学構造を記述する標準的なフォーマットです。MDL Information Systemsという会社が提唱し、ほぼ世界中で利用されています。古い仕様のため計算機言語Fortranの書式で記述されます。各値をあらわす文字数が決まっている点がFortran formatの特徴です。詳細はCTFile formatというガイドに記述されていますが、ここではその概略を紹介します。

例：L-AlanineのMOLフォーマット

6  5  0  0  1  0  3  V2000                    <-- counts line
-0.6622   0.5342    0.0000 C  0  0  2  0  0  0    <-- atom block start
0.6622    -0.3000   0.0000 C  0  0  0  0  0  0    
-0.7207   2.0817    0.0000 C  1  0  0  0  0  0
-1.8622   -0.3695   0.0000 N  0  3  0  0  0  0
0.6220    -1.8037   0.0000 O  0  0  0  0  0  0
1.9464    0.4244    0.0000 O  0  5  0  0  0  0    <-- atom block end
1  2  1  0  0  0                                   <-- bond block start
1  3  1  1  0  0
1  4  1  0  0  0
2  5  2  0  0  0
2  6  1  0  0  0                                   <-- bond block end
M CHG 2 4 1 6 -1                                   <-- M line
M ISO 1 3 13
M END

MOLフォーマットは、先頭のcounts lineと呼ばれる行、各原子を記述するatom block, 各化学結合を記述するbond block, 補足説明をするM行の４つからなります。

• counts line ... 原子数と結合数を記述する１行です。始めの3文字で原子数、次の3文字で結合数を示します。その後のフィールドは本質的に重要ではありません。 上の例では、原子数が６個、結合数が５個であることが記されています。残りのフィールドについてはCTFile formatを参照してください。
• atom block ... counts lineで指定された原子の数だけ行を繰り返します。各行は、x座標(10文字),　y座標(10文字), z座標(10文字), 元素記号(３文字), 質量の差違(-3, -2, ... +3, +4),　電荷(0=none, 1=+3, 2=+2, 3=+1, 4=radical, 5=-1, 6=-2), 不斉情報(0=no stereo, 1 or 2 = stereo)を意味します。上の例では６つの原子が記述されており、行番号の順にC, C, C, N, O, Oです。各原子には以下の情報が記述されています。
1. 炭素 ...  パリティ2の不斉炭素　（パリティに関しては別ページで解説します。）
2. 炭素 ... 何もなし
3. 炭素 ...  質量が＋１　（よって¹³Cに相当）
4. 窒素 ... +1の電荷を持つ
5. 酸素 ... 何もなし
6. 酸素 ... -1の電荷を持つ
• bond block ... counts lineで指定された結合の数だけ行を繰り返します。各行は、結合元の行番号(3文字),　結合先の行番号(3文字), 結合のタイプ(1=single, 2=double, 3=triple, 4=aromatic), 描画した際の結合の上下(0=none, 1=up, 4=either, 6=down)となります。上の例でbond blockの2行目(1  3  1  1  0  0 )は、Atom block1行目の炭素と3行目の炭素が単結合で結ばれて、その結合は上向き（黒いくさび）に描くことを意味します。
• M lines  ... さまざまな表記法があります。詳しくはCTFile formatを読んでください。
• "M  CHG  2  4  1  6 -1" ... 電荷を変更する原子が２つ、それぞれ位置４が電荷＋１、位置６が電荷-１という意味です。
• "M  ISO 1  3  13" ... 同位体元素が１つあり、位置３が質量１３になるという意味です。
• "M  END"  ... Ｍ行による指定の終わりを意味します。

MOLフォーマット表記の特徴

水素は省略する

明示的に水素原子を記述しても問題はありませんが、通常、水素原子はMOLフォーマットに記入しません。水素の数は各原子における結合の数と価数から割り出します。

原子の順番、結合の順番は任意

Atom block, bond block内の順番には規則はありません。したがって構造が同一の物質が、同じMOLフォーマット表記になるとは限りません。

文字の桁数は固定

原子のxyz座標は10桁の小数表記、bond blockでの原子番号は3桁、という風に各フィールドの文字数は固定です。よって原子数が1000を超える分子はMOLファイルで記述できません。

お絵かき情報と構造情報が混在

不斉炭素の種類(D,LまたはR,S)は、atom blockのパリティと、bond blockのup/downの２通りの指定法があります。Atom blockのパリティは原子座標に依存しませんが、bond blockのup/downは依存します。たとえば分子のx座標に全て-1をかけたとき（左右反転）、bond blockのup/downも全て反転しなくてはなりません。Atom blockのパリティはこの必要がありませんが、ブロック内の原子の順番に依存するため、atom blockの並び順を変えるときパリティが変化する場合があります。