Das Land hat eine Bevölkerung von 4.455.421 und eine Bevölkerungsdichte von 131,4 Einwohnern pro km². 70 % der Bevölkerung leben in Städten (neben der Hauptstadt Chişinău vor allem in Bălţi, Tiraspol und Tighina). In Moldawien leben Völker unterschiedlichster ethnischer Herkunft: Die größte Gruppe machen die rumänischen Moldauer mit 64,5 % aus. Etwa gleichgroß sind die Anteile der Ukrainer (13,8 %) und Russen (13,0 %), wovon viele in Transnistrien leben. Hinzu kommen 3,5 % Gagausen, 2 % Bulgaren, 1,5 % Juden sowie einige andere Ethnien.
An Religionen sind am stärksten vertreten die Moldauisch-Orthodoxe, die Orthodoxe Kirche Bessarabiens, die Ukrainisch-Orthodoxe und die Russisch-Orthodoxe Kirche. Zu den Minderheiten in der religiösen Landschaft Moldawiens gehören die Römisch-Katholische Kirche (etwa 20.000), aber auch die Zeugen Jehovas (etwa 18.000).
Die offizielle Amtssprache ist Moldauisch. Die Sprache wurde aus politischen Erwägungen zur eigenständigen Sprache erklärt. Während die Schriftsprache mit dem Rumänischen identisch ist, entspricht die gesprochene Umgangssprache größtenteils dem im östlichen Teil Rumäniens, der Region Moldau, gesprochenen moldauischen Dialekt. Eine besondere Rolle spielt die russische Sprache, die der interethnischen Kommunikation dient und Handelssprache ist. Zu Sowjetzeiten mussten alle Moldauer Russisch lernen.