植物精油的分子量因植物種類、揮發性成分的類型以及提取方法的不同而有很大的差異。例如，薄荷精油的分子量大約在160到240之間，而肉桂葉精油的分子量則在226到370之間。精油中的揮發性成分也會影響其分子量，通常含有較多單萜類和醛類成分的精油分子量較小，而含有較多酯類和酚類成分的精油分子量較大。
精油的分子大小在20到70納米之間，這使得它們能夠穿透角質層，進入皮膚的深層。精油的分子量非常小，大約是植物細胞的1/3000，比人體細胞還要小1000倍，因此它們可以通過呼吸或皮膚被吸收到全身。具體來說，一滴精油的分子數量比人體的細胞還要多1萬倍，這意味著它能迅速深入到人體細胞。