In una rete solida come il diamante, il silicio o la grafite, gli atomi sono legati insieme da forti legami covalenti. Ogni atomo condivide i suoi elettroni di valenza con gli atomi vicini, formando una rete continua di legami in tutto il cristallo. Questo tipo di legame è altamente direzionale e conferisce ai solidi della rete la loro caratteristica durezza, elevati punti di fusione e scarsa conduttività elettrica e termica.