Nel CH4 il carbonio forma quattro legami singoli con quattro atomi di idrogeno. Questo tipo di legame è noto come legame covalente. In un legame covalente, due atomi condividono gli elettroni per ottenere una configurazione elettronica stabile. Nel caso del CH4, ciascun atomo di idrogeno condivide un elettrone con l'atomo di carbonio e l'atomo di carbonio condivide un elettrone con ciascuno dei quattro atomi di idrogeno. Ciò si traduce in una configurazione elettronica stabile sia per gli atomi di carbonio che per quelli di idrogeno.