Các hợp chất phân tử có nhiệt độ nóng chảy và sôi thấp. Chúng dẫn điện kém và không tan trong nước nhưng hòa tan trong các hợp chất hữu cơ như rượu và ete. Hợp chất phân tử được hình thành do sự chia sẻ các cặp electron giữa các nguyên tử.
Các liên kết được hình thành do chia sẻ các electron được gọi là liên kết cộng hóa trị. Các hợp chất phân tử có thể có liên kết cộng hóa trị đơn, đôi hoặc ba tùy thuộc vào số lượng cặp electron được chia sẻ giữa các nguyên tử tạo thành liên kết.Các liên kết cộng hóa trị giữa các nguyên tử trong hợp chất phân tử rất mạnh và điều này dẫn đến hình dạng cụ thể của các phân tử trong hợp chất cộng hóa trị. Phân tử hydro được hình thành khi hai nguyên tử hydro chia sẻ một cặp electron để hoàn thành việc phân đôi electron ở lớp vỏ ngoài cùng.
Một phân tử oxy được hình thành khi hai nguyên tử oxy chia sẻ một cặp electron. Số hiệu nguyên tử của oxy là 8 và nó có sáu electron hóa trị ở lớp vỏ ngoài cùng. Để hoàn thành lớp vỏ ngoài với 8 electron, nguyên tử oxy cần 2 electron. Hai nguyên tử oxy chia sẻ một cặp electron và tạo thành một liên kết cộng hóa trị duy nhất. Do đó, cả hai nguyên tử oxy đều có cấu hình electron octet ổn định.
Tương tự, phân tử nitơ được hình thành khi hai nguyên tử nitơ chia sẻ ba cặp electron để tạo thành liên kết cộng hóa trị ba giữa hai nguyên tử nitơ.
