Идея проведения такого праздника впервые была высказана в статье, опубликованной в журнале The Science Teacher в начале 1980-х годов. В 1991 году преподаватель химии одной из средних школ города Прери-дю-Шьен (штат Висконсин) по имени Морис Ойлер основал Национальный фонд Дня моля.
Впервые День моля отмечался 23 октября 1991 года. Дата праздника была выбрана неслучайно, она основана на числе Авогадро, которое определяет количество содержащихся в одном моле вещества частиц и приблизительно равняется 6,02·1023. Поэтому День моля принято отмечать между 6:02 утра и 6:02 вечера 23 октября (в американской системе записи дат месяц пишется перед днем).
Во многих школах США, Канады, Австралии и Южной Африки празднование Дня моля используется для того, чтобы заинтересовать школьников в изучении химии. Американское химическое сообщество спонсирует и координирует Национальную неделю химии, даты проведения которой определяются в зависимости от Дня моля.