화학에서 공-막대 모형(Ball-and-stick model)은 분자 내 원자들의 3차원 공간적 위치와 원자 간 화학 결합을 동시에 나타내기 위한 분자 모형이다. 이 모형에서 원자는 일반적으로 구(球, ball)로 표현되며, 원자 간의 화학 결합은 막대(stick)로 표현되어 원자들을 연결한다.
공-막대 모형은 분자의 기하학적 구조, 즉 결합각과 결합 길이를 시각적으로 이해하는 데 유용하다. 이중 결합이나 삼중 결합의 경우 각각 2개 또는 3개의 곡선형 막대로 표현하는 것이 일반적이며, 시그마(σ) 결합과 파이(π) 결합의 구분도 막대의 배치를 통해 나타낼 수 있다.
역사적으로 공-막대 모형은 1865년 독일의 화학자 아우구스트 빌헬름 폰 호프만(August Wilhelm von Hofmann)이 최초로 개발하였다. 그는 영국 왕립 연구소(Royal Institution)에서의 강의에서 이러한 모형을 처음 사용한 것으로 알려져 있다.
공-막대 모형은 분자 구조를 직관적으로 이해할 수 있게 해 주지만, 원자의 실제 상대적 크기를 정확히 반영하지는 않는다는 특징이 있다. 원자의 크기와 공간 점유율을 강조하는 모형으로는 공간 채움 모형(space-filling model)이 별도로 존재한다. 공-막대 모형은 주로 화학 교육, 분자 구조 연구, 그리고 시각화 도구로서 널리 활용된다.
