In un legame covalente, gli atomi condividono gli elettroni per ottenere una configurazione elettronica stabile. Nel caso del CH4, l'atomo di carbonio condivide i suoi quattro elettroni di valenza con i quattro atomi di idrogeno, ciascuno dei quali contribuisce con un elettrone di valenza. Ciò si traduce in una disposizione tetraedrica dei quattro atomi di idrogeno attorno all'atomo di carbonio, con ciascun atomo di idrogeno legato all'atomo di carbonio da un singolo legame covalente.