Liên kết hydro xảy ra do nguyên tử hydro có liên kết cộng hóa trị phân cực với oxy, nitơ hoặc flo có một phần điện tích dương và nó bị hút mạnh vào các phần của các phân tử tương tự với một phần điện tích âm. Ví dụ phổ biến nhất là nước, chứa hydro và oxy.
Số lượng liên kết hydro xuất hiện trong một chất phụ thuộc vào cấu trúc electron của các phần âm một phần của phân tử. Ví dụ, khi oxy liên kết với hydro, oxy và hydro chia sẻ hai điện tử, một từ mỗi nguyên tử. Oxy trong nước liên kết với hai hydro. Điều này mang lại cho nguyên tử oxy tổng cộng tám điện tử ở quỹ đạo ngoài cùng của nó, bốn trong số đó không được chia sẻ với bất kỳ nguyên tử hydro nào.Các electron này ghép đôi nên phân tử có hai nhóm gồm hai electron. Mỗi cặp electron không chia sẻ có thể tạo liên kết hydro với một nguyên tử hydro liên kết cộng hóa trị với một nguyên tử oxy khác, do đó mỗi phân tử nước có thể có một liên kết hydro với hydro từ hai phân tử nước khác. Mỗi nguyên tử trong số hai nguyên tử hydro của nó có thể tạo liên kết hydro với oxy của phân tử nước khác, do đó, mỗi phân tử nước có thể hình thành tổng cộng bốn liên kết hydro.
Liên kết hydro mạnh hơn hầu hết các lực phân cực, nhưng vẫn yếu hơn nhiều so với liên kết cộng hóa trị trong phân tử.
