квантовый генератор, в котором активной средой является молекулярный газ или молекулярный пучок. По принципу действия генератор молекулярный аналогичен атомному квантовому генератору. В отличие от атомов молекулы могут обладать значительным электрическим дипольным моментом, что облегчает их сортировку для обеспечения инверсии населенностей и фокусировку пучка молекул высшего энергетического уровня на входном отверстии резонатора. Молекулы обладают более богатыми спектрами поглощения и излучения, чем атомы, что позволяет выбирать желаемые номиналы частот. Так, в спектре аммиака имеются различные квантовые переходы с частотами в области сверхвысоких частот. Первый квантовый генератор работал на пучке молекул аммиака с частотой 23870 мегагерц. Сложность конструкции генератора молекулярного ограничивает его применение специальными задачами получения точных значений частоты и времени, а также физическими исследованиями.