Ce livre décrit la naissance et le développement du concept de 'molécule'. Ce concept remonte au XVIIe siècle lorsqu'il fut forgé, presqu'en parallèle mais indépendamment, par les savants-naturalistes Isaac Beeckman (1620) et Sébastien Basson (1621). Dans les théories de Beeckman et de Basson l'analogie entre les particules spécifiques des corps et les êtres vivants est centrale : ces particules sont de véritables individus substantiels. Bon nombre de conceptions postérieures concernant la structure de la matière axent sur cette notion cruciale. Les minima sui generis de Sennert pas moins que les particules de Descartes et Huygens, comme d'ailleurs les monades de Leibniz, les molécules de Stahl ainsi que les particulae ultimae compositionis de Newton. Cette notion d'individu substantiel renvoie par ailleurs aux commentateurs grecs d'Aristote, notamment à Simplicius et à Philopon. Le statut à part de l'atomisme antique, plus particulièrement de certaines innovations d'Epicure négligées jusqu'ici, justifient un retour aux origines mêmes de la science occidentale. Le premier tome donne alors des chapitres sur les philosophes pré-socratiques (dont Leucippe et Démocrite), sur Platon, sur Aristote et ses commentateurs grecs (notamment Simplicius et Philopon), sur Epicure et Lucrèce et sur l'ère byzantino-arabo-latine avant de décrire la naissance du concept de molécule au XVIIe siècle et son développement au XVIIIe siècle.

Le second tome adresse le XIXe siècle. A partir de Laplace, la théorie moléculaire sera d'une telle évidence que l'on est en droit de parler de molécularisme. La Mécanique céleste de Laplace fera figure de manifeste. Chose curieuse, ce molécularisme laplacien s'est révélé au coeur même du positivisme de Comte. Maxwell lui-aussi puise chez Laplace, comme d'ailleurs les futurs Prix Nobel de Physique Van der Waals et Perrin. La physique quantique de Planck et d'Einstein sera l'un de ces fruits les plus brillants. Grâce à Dalton et Berzelius, la chimie reste essentiellement moléculaire en devenant structurale, depuis Kekulé et Boutlerov. La cristallographie, elle, va se démarquer de la minéralogie : de moléculaire seulement, chez Haüy, elle sera à la fois atomique et réticulaire chez Groth. Les sciences de la vie connaissent l'essor de la théorie cellulaire : les molécules organiques de Buffon, avec leurs racines dans la microscopie du XVIIe siècle, deviennent autant de cellules. Physiologie et pathologie adoptent le modèle cellulaire, grâce à Schleiden, Schwann et Virchow. Les virus de Beijerinck rouvrent le débat sur la nature de la vie.

Le tome III couvre la période jusqu'à c. 1925. Depuis c. 1850 les molécules deviennent de plus en plus réelles (nombre, taille, vitesse, structure). A côté des thermodynamiques générale et particulière de Clausius, Gibbs en introduit d'autres encore, avec une terminologie et une mathématique sur mesure. Perrin baptise la constante d'Avogadro. Si la plupart des phénomènes étudiés sont moléculaires, on retrouve les atomes dans le Système périodique de Mendéléev, dans les raies spectrales et dans la radioactivité. L'atome lui-même paraît une entité complexe et d'aucuns n'hésitent pas à rappeler l'analogie justement moléculaires. Les expériences des Curie et de Rutherford seront essentielles. Physique et chimie vont de pair, surtout depuis Bohr. Nous suivrons le développement jusqu'à l'établissement de la mécanique quantique par De Broglie, Schrödinger et Heisenberg. Un épilogue qui, en passant outre la chronologie, reprend le thème de la monographie sous différents angles clôture ce dernier tome. On y retrouve également la bibliographie et les index (noms propres, matières et notions grecques).

Le livre est dédié à Sa Majesté la Reine Beatrix des Pays-Bas.