Soudržné síly poutající k sobě sloučené atomy v molekulách a krystalech se nazývá chemická vazba. Ke vzniku i štěpení vazeb dochází v chemických reakcích. Podle dnešního výkladu chemické vazby založeného na kvantové mechanice, dochází při těsném přiblížení slučujících se volných atomů ke změnám elektronové hustoty (k přeskupení –redistribuci elektronů), jejichž důsledkem je takové uspořádání příslušných atomových jader a elektronů, které má nižší energii než izolované atomy, a proto je stálejší. Toto umožňuje dva základní typy vazeb: vazbu iontovou, jejíž podstatou jsou elektrostatické síly působící mezi opačně nabitými ionty,
vazbu kovalentní, založenou na sdílení elektronů (nejčastěji dvojic) mezi vázanými atomy.
Pevnost vazby se hodnotí podle síly potřebné k jejímu rozštěpení. Tato energie je stejná jako energie uvolněná při vzniku téže vazby a nazývá se vazebná energie nebo také disociační energie vazby. Udává se vztažená na 1 mol vazeb (v kJ/mol). Její hodnota závisí na tom, jakých dalších vazeb se účastní atomy spojené s posuzovanou vazbou. Také úzce souvisí s délkou vazby. vazebná energie srovnatelných vazeb zpravidla klesá s jejich rostoucí délkou.

Kovalentní vazba
Jednoduchým příkladem je vazba v molekule vodíku H2. Oba elektrony jsou společné oběma jádrům a nelze je od sebe odlišit. Jelikož se pohybují v poli obou jader, je elektr. hustota na spojnici jader a v jejím blízkém okolí vyšší než hodnoty získané pro tuto oblast prostým součtem elektronových hustot ve dvou nereagujících atomech umístěných ve stejné vzdálenosti jako v molekule. Výsledkem vzájemného přitahování elektronů a jader je potom přitahování jader k místům se zvýšenou elektronovou hustotou, tedy k sobě navzájem.
Chemická vazba ve vodíkové molekule, která je založena na sdílení dvojic elektronů s opačným spinem neboli vazebných elektronových párů, je výsledkem působení elektrostatických sil mezi jádry a elektrony v molekule. Molekulové orbitaly
Pro popis chemické vazby ve složitějších molekulách se stejně jako pro atomy používá orbitalový model, podle něhož je chování jednotlivých elektronů v molekule popsáno pomocí jednoelektronových vlnových funkcí –molekulových orbitalů. Každému orbitalu přísluší určitá energie a rozložení elektronové hustoty, jimiž je charakterizován stav elektronu. Ke znázornění elektronové hustoty se používají hraniční plochy a vrstevnicové diagramy.