Kovalenta bindningar är resultatet av överlappning av atomära orbitaler, som är de områden runt kärnan i en atom där elektroner är mest sannolikt att hittas. När två atomära orbitaler överlappar varandra kan elektronerna i dessa orbitaler paras ihop och bilda en kovalent bindning. Styrkan hos den kovalenta bindningen beror på mängden överlappning mellan atomorbitalerna.
Kovalenta bindningar bildas vanligtvis mellan atomer med liknande elektronegativitet, vilket är ett mått på en atoms förmåga att attrahera elektroner. När atomer med olika elektronegativitet binder, delas elektronerna inte lika, och den resulterande bindningen sägs vara polär kovalent. I en polär kovalent bindning har en atom en lätt positiv laddning och den andra atomen har en liten negativ laddning.
Kovalenta bindningar är mycket viktiga i organisk kemi, som är studiet av kolbaserade molekyler. Kolatomer kan bilda fyra kovalenta bindningar, vilket gör att de kan bilda en mängd olika komplexa molekyler.
