Koolstoftetrachloride is een covalente verbinding, wat betekent dat het wordt gevormd door het delen van elektronen tussen koolstof- en chlooratomen. Dit komt omdat het elektronegativiteitsverschil tussen koolstof- en chlooratomen (0,5) kleiner is dan 1,7, wat de drempel is voor de vorming van ionische bindingen.

Bij een covalente binding worden de elektronen gelijkmatig verdeeld over de atomen, wat resulteert in een symmetrische ladingsverdeling rond het molecuul. Dit in tegenstelling tot ionische verbindingen, waarbij de elektronen volledig van het ene atoom naar het andere worden overgedragen, wat resulteert in de vorming van geladen ionen.