化学键把原子连接为较稳定的化学结构，非极性共价键常出现在相同元素原子之间，离子键主要体现异号离子之间的静电作用

非极性分子之间也可以具有相互吸引作用。分子间作用会影响物质的沸点和熔点。较大分子往往具有较强的色散相互作用。晶体内部的结合方式决定许多宏观性质。离子晶体熔化时需要克服较强静电作用。分子晶体的熔点主要受分子间作用影响。共价网络晶体由延展的共价连接构成。化学键类型并不能单独决定所有材料性质。

苯的碳碳键不能简单视为固定单双键交替。芳香性与特定环状离域电子结构有关。氢键涉及特定供体和受体之间的相互作用。氢键通常弱于分子内部的普通共价键。氢键可以发生在分子之间或同一分子内部。水的许多特殊性质与氢键网络有关。范德华作用广泛存在于原子和分子之间。色散作用来自电子分布的瞬时关联涨落。

孤对电子也会影响周围化学键的空间排列。分子极性由键极性和空间结构共同决定。具有极性键的分子不一定具有永久偶极矩。对称结构可能使各个键偶极矩相互抵消。共振结构用于共同描述单一电子结构。分子不会在不同共振式之间来回机械切换。离域电子可以分布在多个相邻原子之间。

键长表示成键原子核之间的平衡距离。键能反映断开特定化学键所需的能量。断键通常需要能量而成键通常释放能量。反应热取决于断键与成键能量变化的总和。单键双键三键具有不同的电子结构特征。更高键级通常对应更短更强的同类化学键。配位键中共享电子对最初由一个原子提供。配位键形成后并不必然具有特殊弱键性质。