Lorsque les atomes partagent une paire de leurs électrons de valence, une seule liaison covalente est formée entre les atomes. Les atomes qui partagent deux ou trois paires d'électrons forment respectivement des doubles liaisons covalentes ou des triples liaisons covalentes.
Tous les atomes, à l'exception de ceux des gaz nobles, ont tendance à déplacer leurs électrons de valence d'une manière qui leur permet d'obtenir une configuration électronique de gaz noble stable. Les électrons de valence peuvent être soit transférés entre atomes, soit partagés. Lorsque les électrons sont transférés d'un atome à un autre, une liaison ionique se forme. Lorsque deux atomes partagent des électrons de valence, une liaison covalente se forme. Les atomes d'une molécule covalente sont maintenus ensemble par la force d'attraction électrostatique entre les noyaux positifs des atomes et la charge négative des paires d'électrons partagées entre eux.
Des liaisons covalentes se forment entre des atomes non métalliques. Les non-métaux se caractérisent par leur capacité à atteindre leur structure de gaz noble la plus proche en gagnant un à quatre électrons dans leur couche de valence, selon le nombre dont ils ont besoin. Plutôt que d'acquérir une configuration électronique stable par le transfert d'électrons, dans les liaisons covalentes, les atomes non métalliques partagent une ou plusieurs paires d'électrons entre eux. Les paires d'électrons sont formées par une contribution d'un nombre égal d'électrons de chaque atome. Par exemple, dans le chlorure d'hydrogène, un électron de l'hydrogène et un électron de la couche de valence du chlore sont partagés entre les deux atomes. Avec la paire partagée, l'hydrogène atteint une configuration électronique similaire à l'hélium et le chlore atteint la configuration électronique de l'argon.
