A fórmula empírica de um composto é determinada a partir da sua composição elementar. Assim, é necessário conhecer a percentagem mássica de cada elemento presente no composto, que é expressa, de acordo com a equação (1), pelo quociente entre a massa de cada elemento e a massa total da amostra:

Recorrendo à análise elementar, é possível determinar a percentagem mássica de cada elemento existente num determinado composto. Veja-se o seguinte exemplo do estabelecimento da fórmula empírica do ácido ascórbico (vitamina C) a partir da sua composição elementar:

Após se ter determinado a composição da amostra, o passo seguinte é calcular para cada elemento a quantidade química relativa a partir da fração mássica (ou da percentagem em massa) e da massa molar respetiva. A conversão pode ser facilmente feita considerando supondo que se tem uma massa total de 100 g de composto:

\(n_\text{Carbono}=\frac{40,92 \text{ g}}{12,01 \text{ g} \cdot \text{mol}^{-1}}=3,407 \text{ mol / 100g}\)

\(n_{\text{Hidrog }\!\!\acute{\mathrm{e}}\!\!\text{ nio}}=\frac{4,58 \text{ g}}{1,008 \text{ g} \cdot \text{mol}^{-1}}=4,54 \text{ mol / 100g}\)

\(n_{\text{Oxig }\!\!\acute{\mathrm{e}}\!\!\text{ nio}}=\frac{54,50 \text{ g}}{15,99 \text{ g} \cdot \text{mol}^{-1}}=3,406 \text{ mol / 100g}\)

Verifica-se que os elementos C:H:O estão numa proporção 3,407: 4,54: 3,406. Assim, poderia representar-se o composto pela fórmula C_3,407H_4,54O_3,406. No entanto, a fórmula empírica representa as proporções molares em que os elementos se encontram num composto utilizando os menores números inteiros. Um processo expedito de obter estes números (sem calcular o seu máximo divisor comum) consiste em dividir a quantidade relativa de cada elemento pelo menor número encontrado (neste caso, 3,406) obtendo-se uma proporção molar 1,00:1,33:1,00.

Como um dos números ainda não é inteiro, é necessário multiplicar os números obtidos por um factor até obter valores inteiros para todos os números da fórmula. Neste caso multiplicando por 3 obtém-se a proporção molar (e também atómica) 3:4:3 para os elementos C:H:O. Assim, o ácido ascórbico (vitamina C) apresenta a fórmula empírica C₃H₄O₃ , ou seja, por cada 3 átomos de carbono existem 4 átomos de hidrogénio e 3 átomos de oxigénio.