Niet-metaalatomen binnen een covalent molecuul worden bij elkaar gehouden door covalente bindingen. Covalente bindingen worden gevormd wanneer atomen een of meer elektronenparen delen. De gedeelde elektronen worden vastgehouden in een ruimtegebied tussen de atomen, de moleculaire orbitaal genoemd. De moleculaire orbitaal wordt gevormd wanneer de atomaire orbitalen van de individuele atomen elkaar overlappen.

De sterkte van een covalente binding hangt af van het aantal gedeelde elektronenparen en de afstand tussen de atomen. Hoe meer elektronenparen er gedeeld worden, hoe sterker de binding. Hoe korter de afstand tussen de atomen, hoe sterker de binding.