La caratteristica più importante di una molecola per il legame a idrogeno è la presenza di un atomo altamente elettronegativo, come ossigeno, azoto o fluoro, legato a un atomo di idrogeno. Questo atomo elettronegativo attrae la nuvola di elettroni dell'atomo di idrogeno, creando una carica parzialmente positiva sull'atomo di idrogeno. Questa carica parziale positiva è quindi in grado di interagire con la carica parziale negativa su un altro atomo elettronegativo, formando un legame idrogeno.