I en kovalent bindning delas elektroner mellan atomer. Det betyder att elektronerna inte är lokaliserade till en enda atom, utan istället rör sig runt båda atomerna i bindningen. Elektronerna i en kovalent bindning sägs vara delokaliserade.

Delokalisering av elektroner är det som ger kovalenta bindningar deras styrka. Ju mer delokaliserade elektronerna är, desto starkare bindning. Detta beror på att delokalisering av elektroner ökar överlappningen mellan atomorbitalerna för de atomer som är involverade i bindningen. Ju större överlappning, desto starkare bindning.

Kovalenta bindningar är den starkaste typen av kemisk bindning. De finns i många olika typer av molekyler, inklusive molekyler av vatten, koldioxid och metan.