När atomer delar elektroner för att bilda kovalenta bindningar, blir elektronerna involverade i bindningen delokaliserade och är inte längre associerade med en enda atom. Istället tillhör dessa elektroner det delade elektronparet som finns mellan de bundna atomerna. Detta innebär att elektronerna inte längre är begränsade till de yttersta elektronskalen hos enskilda atomer utan istället upptar de molekylära orbitaler som är resultatet av kombinationen av atomära orbitaler.

I en kovalent bindning är elektrondensiteten koncentrerad i området mellan de bundna atomerna och bildar vad som kallas en kovalent molekylorbital. Denna molekylära orbital är en region där sannolikheten att hitta de delade elektronerna är högst. Elektronerna i en kovalent bindning är inte statiska och rör sig kontinuerligt inom den molekylära orbitalen, ständigt utbyte av positioner och upptar olika energitillstånd.

Delingen av elektroner i kovalenta bindningar gör att atomer kan uppnå en mer stabil elektronkonfiguration, som ofta liknar elektronarrangemanget för ädelgaser. Detta elektrondelningsfenomen resulterar i bildandet av stabila molekyler och föreningar med unika egenskaper och egenskaper.