Quando gli atomi condividono una coppia dei loro elettroni di valenza, si forma un singolo legame covalente tra gli atomi. Gli atomi che condividono due o tre coppie di elettroni formano doppi legami covalenti o tripli legami covalenti, rispettivamente.
Tutti gli atomi, ad eccezione di quelli dei gas nobili, hanno la tendenza a spostare i loro elettroni di valenza in un modo che consente loro di ottenere una configurazione di elettroni a gas nobile stabile. Gli elettroni di valenza possono essere trasferiti tra atomi o condivisi. Quando gli elettroni vengono trasferiti da un atomo all'altro, si forma un legame ionico. Quando due atomi condividono gli elettroni di valenza, si forma un legame covalente. Gli atomi in una molecola covalente sono tenuti insieme dalla forza elettrostatica di attrazione tra i nuclei positivi degli atomi e la carica negativa delle coppie di elettroni condivisi tra loro.
I legami covalenti si formano tra atomi non metallici. I non-metalli sono caratterizzati dalla loro capacità di raggiungere la loro struttura di gas nobile più vicina guadagnando da uno a quattro elettroni nel loro guscio di valenza, a seconda di quanti ne hanno bisogno. Invece di ottenere una configurazione di elettroni stabile attraverso il trasferimento di elettroni, nei legami covalenti, gli atomi non metallici condividono una o più coppie di elettroni tra loro. Le coppie di elettroni sono formate da un contributo di un numero uguale di elettroni da ciascun atomo. Ad esempio, nell'idrogeno cloruro, un elettrone da idrogeno e un elettrone dal guscio di valenza del cloro sono condivisi tra i due atomi. Con la coppia condivisa, l'idrogeno raggiunge una configurazione elettronica simile all'elio e il cloro raggiunge la configurazione elettronica dell'argon.
