Liên kết cộng hóa trị hình thành khi các nguyên tử chia sẻ các điện tử hóa trị của chúng với các nguyên tử khác để trở thành một phân tử ổn định hơn. Các nguyên tử chia sẻ các điện tử của chúng để lấp đầy hoàn toàn lớp ngoài cùng của chúng - lớp vỏ hóa trị. Hai nguyên tử liên kết cộng hóa trị có ít năng lượng hơn các nguyên tử riêng lẻ, làm cho các nguyên tử liên kết bền vững hơn.
Các nguyên tử hình thành liên kết cộng hóa trị là kết quả của Quy tắc Octet. Quy tắc Octet phát biểu rằng tất cả các nguyên tử trong phân tử cần có 8 electron trong lớp vỏ hóa trị của chúng. Quy tắc này có thể được thỏa mãn bằng cách chia sẻ, mất đi hoặc thu được các electron. Liên kết cộng hóa trị cho phép các nguyên tử thỏa mãn Quy tắc Octet thông qua chia sẻ.
Lý do các nguyên tử trong liên kết cộng hóa trị thỏa mãn Quy tắc Octet thông qua việc chia sẻ hơn là mất hoặc giành electron là vì các liên kết cộng hóa trị hình thành giữa các nguyên tử có độ âm điện giống nhau. Độ âm điện đo xu hướng hút electron của nguyên tử. Các nguyên tử có độ âm điện giống nhau sẵn sàng chia sẻ electron hơn những nguyên tử có độ âm điện khác nhau.
Tối đa ba liên kết cộng hóa trị có thể hình thành cùng một lúc trong một phân tử. Trong liên kết đơn, một cặp electron được chia sẻ giữa hai nguyên tử. Một liên kết đôi chia sẻ hai cặp electron; nó mạnh hơn liên kết đơn, nhưng nó cũng tạo ra một phân tử kém bền hơn vì nó dễ phản ứng hơn. Liên kết ba chia sẻ ba cặp electron, khiến nó trở thành liên kết cộng hóa trị kém bền nhất.
