Gli atomi non metallici all'interno di una molecola covalente sono tenuti insieme da legami covalenti. I legami covalenti si formano quando gli atomi condividono una o più coppie di elettroni. Gli elettroni condivisi sono trattenuti in una regione di spazio tra gli atomi, chiamata orbitale molecolare. L'orbitale molecolare si forma quando gli orbitali atomici dei singoli atomi si sovrappongono.

La forza di un legame covalente dipende dal numero di coppie di elettroni condivise e dalla distanza tra gli atomi. Maggiore è il numero di coppie di elettroni condivise, più forte è il legame. Minore è la distanza tra gli atomi, più forte è il legame.