Khi hợp chất cộng hóa trị được hình thành, các điện tử của mỗi nguyên tử dành một phần thời gian trên quỹ đạo của nguyên tử kia. Các điện tử được chia sẻ trong một liên kết cộng hóa trị, với hai, bốn hoặc sáu electron tham gia cùng một lúc, tùy thuộc vào mức độ liên kết. Điều này trái ngược với sự hình thành hợp chất ion, trong đó các điện tử bị nguyên tử này đánh cắp từ nguyên tử khác.
Trong liên kết cộng hóa trị, các electron của mỗi nguyên tử dành một phần thời gian của chúng với nguyên tử có liên kết khác, nhưng sự chia sẻ này không phải lúc nào cũng bằng nhau. Thật vậy, sự chia sẻ thực sự bình đẳng chỉ xảy ra khi một phân tử, chẳng hạn như phân tử tạo thành khí nitơ hoặc khí oxy, được tạo ra từ hai hoặc nhiều nguyên tố giống nhau. Bất kỳ nguyên tố nào khác đều có ít nhất một sự khác biệt nhỏ về độ âm điện, khả năng hút và liên kết electron của một nguyên tố.
Do đó, khi hai nguyên tố khác nhau tạo thành liên kết cộng hóa trị, các electron dùng chung của chúng được chia sẻ không bằng nhau, với nguyên tố mang điện âm nhiều hơn sẽ chia sẻ nhiều hơn. Các electron của cả hai nguyên tử trong liên kết dành nhiều thời gian hơn cho nguyên tử có độ âm điện nhiều hơn. Điều này dẫn đến một liên kết phân cực, trong đó một bên có điện tích âm lớn hơn và bên kia mang điện tích dương hơn.
