Een waterstofbrug is een dipool-dipool-aantrekking die plaatsvindt tussen een waterstofatoom dat een gedeeltelijk positieve lading heeft en een elektronegatief atoom dat een gedeeltelijk negatieve lading heeft. Het maximale aantal atomen dat in een waterstofbrug kan worden gebonden is drie, wat voorkomt bij de lineaire waterstofbrug. Dit type waterstofbinding ontstaat wanneer een waterstofatoom gebonden is aan twee elektronegatieve atomen, zoals in het geval van water (H2O). De twee elektronegatieve atomen strijden om de elektronendichtheid van het waterstofatoom, waardoor een gedeeltelijke positieve lading op het waterstofatoom ontstaat en een gedeeltelijke negatieve lading op de elektronegatieve atomen. Dit resulteert in een dipool-dipoolaantrekking tussen het waterstofatoom en de elektronegatieve atomen, wat de waterstofbinding is.