I ett fast nätverk som diamant, kisel eller grafit är atomerna sammanbundna med starka kovalenta bindningar. Varje atom delar sina valenselektroner med sina närliggande atomer och bildar ett kontinuerligt nätverk av bindningar genom hela kristallen. Denna typ av bindning är mycket riktad och ger nätverksfasta ämnen deras karakteristiska hårdhet, höga smältpunkter och dåliga elektriska och termiska ledningsförmåga.