Positronium-molekylet, skrevet Ps2, også kaldet di-positronium, er et 'molekyle' bestående af to elektroner og to positroner i en fælles bundet tilstand. Navnet skyldes, at en bundet tilstand af en elektron og en positron benævnes positronium, således at di-positronium er bindingen af to positronium-atomer. Eksistensen af positronium-molekylet blev postuleret af den amerikanske fysiker John A. Wheeler i 1946, men blev først utvetydigt detekteret i 2007 i et forsøg udført ved University of California, Riverside. Levetiden af Ps2 er ca. 0.22 ns og bindingsenergien er omkring 0.4 eV.