Il legame dell'idrogeno nei sistemi viventi è il legame dell'idrogeno con un atomo più elettronegativo. Molte molecole organiche negli organismi, come le proteine e gli acidi nucleici, dipendono dal legame dell'idrogeno per funzionare correttamente.
Gli elementi elettronegativi tra cui ossigeno e fluoro tendono a trattenere saldamente i loro elettroni. L'elettronegatività è una misura di quanto un atomo attrae gli elettroni. Quando gli atomi elettronegativi formano legami con altri atomi, tirano più forte gli elettroni. Gli elettroni trascorrono più tempo in orbita attorno all'atomo più elettronegativo. Questa distribuzione ineguale di elettroni causa aree di cariche parziali negative e parziali positive in composti.
Il legame all'idrogeno causa la spirale della molecola del DNA e il modello di proteine ripiegato. Nelle proteine, i legami idrogeno consentono alla proteina di piegarsi in una struttura tridimensionale importante per la sua funzione. Nel DNA, i due lati della molecola sono tenuti insieme da legami idrogeno.