Los átomos de elementos no metálicos tienden a captar electrones para completar su octeto. Cuando dos átomos de este tipo se aproximan comparten electrones.

Esta unión se representa mediante diagramas de Lewis, en los que los puntos indican electrones de la capa de valencia. El par de electrones compartido se denomina par de enlace.

El enlace covalente origina los siguientes tipos de sustancias.

• Sustancias moleculares. Están formadas por moléculas, como por ejemplo: hidrógeno (H₂), oxígeno (O₂), agua (H₂O) y amoniaco (NH₃). La mayoría son gases, o líquidos volátiles, a temperatura ambiente. No conducen el calor ni la electricidad y son poco solubles en agua, salvo excepciones.

• Cristales covalentes. Forman redes cristalinas muy estables. Por ejemplo, el diamante (C), el cuarzo (SiO₂) o el corindón (Al₂O₃). Son sólidos a temperatura ambiente con puntos de fusión muy elevados. Son muy duros, no conducen el calor ni la electricidad (salvo el grafito) y son insolubles en agua.