I en kovalent bindning delar en atom valenselektroner med en annan atom. De skapar ett eget lokalt elektronmoln där två elektroner per bindning agerar som valenselektroner för båda atomerna. Detta för båda atomerna i bindningen närmare att uppfylla oktettregeln.
En kovalent bindning kan vara en enkelbindning (2 elektroner), dubbelbindning (4 elektroner), eller trippelbindning (6 elektroner). I bilden till höger ses en enkelbindning. Hur de andra bindningarna ser ut finns i artikeln om streckformler.
Elektronerna är inte alltid jämnt fördelade
En kovalent bindning kan vara polär, dvs. att elektronerna är förskjutna åt något håll i förhållande till resten av molekylen. Vatten är ett exempel på en molekyl med polär kovalent bindning. Syret är mer elektronegativt än vad vätet är, vilket betyder att elektronerna kommer att befinna sig närmare syret än vad det befinner sig vätena.
En molekyl kan också vara en dipol om det finns en polär kovalent bindning som inte är symmetrisk i förhållande till resten av molekylen. Vatten har sina väten placerade som så att de polära bindningarna till dem från syret inte skapar en symmetri inom molekylen. Vattenmolekylen har totalt sett en laddningsförskjutning. Åt det håll där syret ligger är molekylen svagt negativ. Åt det håll där vätena ligger är molekylen svagt positiv.
Koltetraklorid (CCl4) är en molekyl med en polär kovalent bindning där molekylen totalt sett fortfarande är opolär. De fyra kloratomer som kolet binder till ligger i ett symmetriskt mönster runt om kolet, och kommer då inte att skapa någon laddningsförskjutning utåt sett. Mer om detta i artikeln om polaritet.