I en kovalent bindning delas elektroner mellan två eller flera atomer, till skillnad från i en jonbindning, där elektroner överförs. De delade elektronerna hålls i ett område mellan kärnorna som kallas en molekylär orbital. Elektronerna i en kovalent bindning attraheras av båda atomernas kärnor, vilket håller samman atomerna. Kovalenta bindningar är vanligtvis starkare än jonbindningar eftersom elektronerna hålls starkare mellan atomerna. Kovalent bindning finns vanligtvis i organiska föreningar och molekyler som vatten (H2O), koldioxid (CO2) och metan (CH4).