Nella scienza dei materiali, una banda covalente è un modello utilizzato per spiegare il comportamento del legame elettronico nei cristalli. È una banda concettuale di orbitali molecolari ravvicinati o sovrapposti che si estendono sull'intero cristallo, consentendo agli elettroni di muoversi liberamente in tutto il materiale. Questo tipo di legame si verifica quando gli elettroni di valenza degli atomi nel cristallo vengono condivisi, formando tra loro forti legami covalenti.

Le bande covalenti si trovano comunemente nei semiconduttori e negli isolanti. Nei semiconduttori, la banda covalente è parzialmente riempita di elettroni, consentendo loro di muoversi liberamente sotto l'influenza di un campo elettrico, consentendo al materiale di condurre elettricità. Negli isolanti la banda covalente è completamente riempita e c'è uno spazio energetico tra essa e la banda energetica immediatamente superiore (banda di conduzione). Questo gap energetico impedisce agli elettroni di muoversi liberamente e di delocalizzarsi, rendendo gli isolanti cattivi conduttori di elettricità.

Il modello a banda covalente viene utilizzato per comprendere varie proprietà dei materiali, inclusa la loro conduttività elettrica, l'energia del gap di banda e le proprietà ottiche. Fornisce una rappresentazione semplificata delle complesse interazioni tra elettroni e atomi all'interno di un cristallo e aiuta a spiegare il comportamento osservato di diversi materiali.