I en dubbelkovalent bindning hålls de två atomerna samman av två delade elektronpar. Detta skapar en starkare bindning än en enkel kovalent bindning, eftersom det finns fler elektroner som håller samman atomerna. Elektronerna i en dubbelkovalent bindning är ordnade i en pi (π) bindning. En pi-bindning bildas när två atomära orbitaler överlappar varandra sida vid sida.
Dubbelkovalenta bindningar är vanligtvis kortare och starkare än enkla kovalenta bindningar. Detta beror på att de två elektronparen i en dubbelkovalent bindning hålls närmare varandra än det ena elektronparet i en enkel kovalent bindning. Den kortare bindningslängden och starkare bindningsstyrkan hos dubbla kovalenta bindningar gör dem mindre benägna att bryta än enkla kovalenta bindningar.
Dubbelkovalenta bindningar finns i många viktiga molekyler, såsom alkener, alkyner och aromatiska föreningar. Alkener är kolväten som har minst en kol-kol dubbelbindning. Alkyner är kolväten som har minst en kol-kol trippelbindning. Aromatiska föreningar är kolväten som har en ring av kolatomer.
