Bij een covalente binding worden elektronen gedeeld tussen atomen. Dit betekent dat de elektronen niet gelokaliseerd zijn op een enkel atoom, maar in plaats daarvan rond beide atomen in de binding bewegen. Van de elektronen in een covalente binding wordt gezegd dat ze gedelokaliseerd zijn.

Delokalisatie van elektronen is wat covalente bindingen hun kracht geeft. Hoe meer gedelokaliseerd de elektronen zijn, hoe sterker de binding. Dit komt omdat delokalisatie van elektronen de overlap vergroot tussen de atomaire orbitalen van de atomen die bij de binding betrokken zijn. Hoe groter de overlap, hoe sterker de binding.

Covalente bindingen zijn het sterkste type chemische binding. Ze worden aangetroffen in veel verschillende soorten moleculen, waaronder watermoleculen, koolstofdioxide en methaan.