Waterstofbinding is geen soort ionische binding. Het is eerder een dipool-dipool-interactie tussen een waterstofatoom dat covalent gebonden is aan een elektronegatief atoom (zoals N, O of F) en een ander elektronegatief atoom. Het elektronegatieve atoom trekt de elektronen in de covalente binding aan, waardoor een gedeeltelijke positieve lading op het waterstofatoom ontstaat. Deze gedeeltelijk positieve lading interageert vervolgens met de gedeeltelijk negatieve lading op het andere elektronegatieve atoom, waardoor een waterstofbrug ontstaat.

In tegenstelling tot ionische bindingen, die worden gevormd door de overdracht van elektronen van het ene atoom naar het andere, worden waterstofbruggen gevormd door de elektrostatische aantrekking tussen deelladingen. Waterstofbruggen zijn zwakker dan ionische bindingen, maar spelen nog steeds een belangrijke rol in de structuur en functie van moleculen en materialen. Waterstofbruggen zijn bijvoorbeeld verantwoordelijk voor het hoge kookpunt van water, de structuur van eiwitten en de basenparing van DNA.