thumb|Model pręcikowo-kulkowy peptydu, wykonany z tworzywa sztucznego
Modele budowy cząsteczek chemicznych – fizyczne konstrukcje przedstawiające budowę cząsteczek chemicznych.
W najprostszych modelach atomy reprezentowane są przez kulki, połączone z sobą pręcikami, reprezentującymi wiązania. Jeśli średnice kulek będą proporcjonalne do promieni van der Waalsa atomów, a długości pałeczek do długości wiązań, to otrzymamy model mniej więcej zgodny z rzeczywistą budową cząsteczki.
W rzeczywistości długości i kąty wiązań chemicznych zmieniają się w bardzo szerokim zakresie w różnych cząsteczkach i dlatego tego rodzaju modele nie odzwierciedlają w pełni budowy cząsteczek.
Określeniem struktury danej cząsteczki poprzez analizę oddziaływania jej składników zajmuje się modelowanie molekularne.
Techniki modelowania budowy cząsteczek thumb|250px|Model pręcikowo-kulkowy dipeptydu alaninowego, z zaznaczonym fragmentem granicy chmury elektronowej Chemia teoretyczna rozwinęła szereg metod obliczeniowych pozwalających na mniej lub bardziej precyzyjne ustalanie faktycznej struktury przestrzennej cząsteczek.