Các nguyên tố chủ yếu kết hợp để tạo thành hợp chất thông qua hai loại liên kết hóa học chính: liên kết ion và liên kết cộng hóa trị. Hợp chất là bất kỳ phân tử nào được tạo thành từ hai hoặc nhiều nguyên tử nguyên tố khác nhau.
Để hầu hết các nguyên tử trở nên bền vững, chúng phải liên kết với các nguyên tử khác sẵn có. Nguyên tử ổn định có các obitan bên ngoài hoàn chỉnh. Vì các nguyên tử kim loại thường có dư thừa electron ở các obitan ngoài cùng của chúng, nên chúng có xu hướng cố gắng và tặng electron cho phi kim thông qua một quá trình gọi là liên kết ion. Các nguyên tố phi kim thường là các electron ngắn và sẽ liên kết cộng hóa trị với nhau bằng cách chia sẻ các electron. Khi liên kết được tạo ra giữa các nguyên tử của các nguyên tố khác nhau, một hợp chất đã được hình thành.