En kovalent bindning eller elektronparbindning uppstår när två eller flera atomer delar ett, två eller tre elektronpar mellan sig. I klassisk atomfysik beskrivs det som att det yttersta elektronskalet fylls. Detta kallas för att atomerna antar ädelgasstruktur. För så gott som alla grundämnen utom väte och helium består det yttersta elektronskalet av fyra elektronparsplatser. Den atomgrupp som uppstår vid kovalent bindning benämns molekyl om den är oladdad, och sammansatt jon om atomgruppen är laddad. De flesta molekyler och sammansatta joner består mest av icke-metaller, då det är det energimässigt förmånligaste alternativet för atomer med nära fullt valenselektronskal.