Il legame all'idrogeno è importante in molti processi chimici. Il legame all'idrogeno è responsabile delle capacità uniche di solvente dell'acqua. I legami idrogeno tengono insieme filamenti complementari di DNA e sono responsabili della determinazione della struttura tridimensionale delle proteine ripiegate, inclusi enzimi e anticorpi.
Un esempio: acqua

Un modo semplice per spiegare i legami idrogeno è con acqua. La molecola d'acqua è composta da due idrogeni legati in modo covalente a un ossigeno. Dal momento che l'ossigeno è più elettronegativo dell'idrogeno, l'ossigeno attira gli elettroni condivisi più vicini a se stesso. Ciò conferisce all'atomo di ossigeno una carica leggermente più negativa di uno degli atomi di idrogeno. Questo squilibrio è chiamato dipolo, facendo sì che la molecola d'acqua abbia un lato positivo e negativo, quasi come un piccolo magnete. Le molecole d'acqua si allineano in modo che l'idrogeno su una molecola affronterà l'ossigeno su un'altra molecola. Ciò conferisce all'acqua una maggiore viscosità e consente anche all'acqua di dissolvere altre molecole che hanno una carica leggermente positiva o negativa.
Pieghevole delle proteine

La struttura delle proteine è parzialmente determinata dal legame idrogeno. I legami idrogeno possono verificarsi tra un idrogeno su un'ammina e un elemento elettronegativo, come l'ossigeno su un altro residuo. Quando una proteina si ripiega in posizione, una serie di legame idrogeno "comprime" la molecola, tenendola in una specifica forma tridimensionale che conferisce alla proteina la sua particolare funzione.
DNA

I legami idrogeno sono complementari filamenti di DNA insieme. I nucleotidi si accoppiano precisamente in base alla posizione dei donatori di legame idrogeno disponibili (disponibili, idrogeni leggermente positivi) e agli accettori di legame idrogeno (ossigeni elettronegativi). La timina nucleotidica ha un sito donatore e un accettore che si accoppia perfettamente con l'accettore complementare e il sito donatore dell'adenina nucleotidica. La citosina si abbina perfettamente alla guanina attraverso tre legami idrogeno.
Anticorpi

Gli anticorpi sono strutture proteiche ripiegate che colpiscono e adattano con precisione un antigene specifico. Una volta che l'anticorpo viene prodotto e raggiunge la sua forma tridimensionale (aiutato dal legame idrogeno), l'anticorpo si conformerà come una chiave in una serratura al suo antigene specifico. L'anticorpo si bloccherà sull'antigene attraverso una serie di interazioni tra cui i legami idrogeno. Il corpo umano ha la capacità di produrre oltre dieci miliardi di diversi tipi di anticorpi in una reazione di immunità.
Chelazione

Mentre i singoli legami idrogeno non sono molto forti, una serie di legami idrogeno è molto sicura. Quando l'idrogeno di una molecola si lega attraverso due o più siti con un'altra molecola, si forma una struttura ad anello nota come chelato. I composti chelanti sono utili per rimuovere o mobilizzare molecole e atomi come i metalli.